Nevroni možganov - rojstvo in življenje

Nevroni možganov - izraz na zaslišanju vsakogar, ki je blizu teme cerebralne paralize, vendar ne vsi vedo, kaj je nevron, kako deluje in kako deluje.

Nevron ali nevron v grščini je vlakno, živac.

Nevroni so visoko specializirane celice, ki sestavljajo živčni sistem. Naloga nevronov je izmenjava informacij med telesom in možgani.

Nevroni so električno navzoče celice, ki obdelujejo, shranjujejo in prenašajo informacije z električnimi in kemičnimi signali.

Nevroni možganov - zgodovina odkrivanja

Do nedavnega je večina nevroznanstvenikov verjela, da smo rojeni s specifičnim nizom nevronov in to je končna številka. V prihodnosti lahko nevroni umrejo samo, vendar se ne morejo povrniti. Očitno je tu podana izjava, da "živčne celice niso obnovljene."

S pomočjo niza nevronov, ki jih dobimo ob rojstvu, jih otrok, ko odraste, zgradi v verige, ki ustrezajo specifičnim spretnostim in izkušnjam. Tako so te verige informacijske avtoceste med možgani in različnimi deli telesa. Znanstveniki so verjeli, da potem, ko so nevroni možganov ustvarili vezje, ni bilo mogoče dodati novih nevronov. To bo motilo pretok informacij in onemogočilo komunikacijski sistem možganov.

Leta 1962 se je koncept nevronov bistveno spremenil. Nevrobiolog Joseph Altman je uspel dokazati rojstvo novih nevronov v možganih odrasle podgane. In v naslednjih letih so dobili dokaze o selitvi novih nevronov iz kraja rojstva v druga področja možganov.

Leta 1983 je bil v možganih odrasle opice zabeležen proces rojstva novih nevronov.

To odkritje je bilo tako neverjetno in neverjetno, in mnenje o nevronih možganov je tako dobro uveljavljeno, da mnogi znanstveniki niso hoteli verjeti v možnost takšnih procesov v človeških možganih.

Vendar so v zadnjih desetletjih dokazali rojstvo nevronov v možganih odraslega.

Za nekatere nevroznanstvenike do današnjega dne je nevrozenoza v odraslih možganih nedokazana teorija. Toda večina verjame, da odkritje nevrogeneze odpira neverjetne priložnosti na področju človeške nevrologije.

Nevronska struktura

Glavne komponente nevrona so:

• celično telo z jedrom
• Ekspanzija celic - Axon in Dentrite
• terminal (končna cev)
• glija (glijalne celice)

Osrednji živčni sistem (vključno z možgani in hrbtenjačo) je sestavljen iz dveh glavnih vrst celic - nevronov in glije. Glia kvantitativno boljši od nevronov, nevron pa ostaja glavna celica živčnega sistema.

Nevroni uporabljajo električne impulze in kemične signale za prenos informacij med različnimi deli možganov, pa tudi med možgani in preostalim živčnim sistemom.

Vse, kar mislimo, čutimo in počnemo, bi bilo nemogoče brez dela nevronov in njihovih podpornih celic, celic glije.

Nevroni imajo tri glavne dele: celično telo in dve podaljški, imenovani akson in dendrit. V telesu telesa je jedro, ki nadzoruje aktivnost celice in vsebuje genetski material celice.

Axon izgleda kot dolg rep, njegova naloga pa je prenos sporočil. Dendriti izgledajo kot veje drevesa in opravljajo funkcije sprejemanja sporočil. Nevroni med seboj komunicirajo skozi majhen prostor, imenovan sinapsa, med aksoni in dendriti sosednjih nevronov.

Obstajajo trije razredi nevronov:

1. Senzorni nevroni prenašajo informacije iz čutnih organov (kot so oči, ušesa, nos) v možgane.
2. Motorni (motorični) nevroni nadzorujejo prostovoljno mišično aktivnost, kot je govor, in tudi prenašajo sporočila iz živčnih celic v mišice.
3. Vsi drugi nevroni se imenujejo interneuroni.

Nevroni so najrazličnejše celice v telesu. V teh treh razredih nevronov je na stotine različnih vrst, od katerih ima vsaka določene zmožnosti za prenos podatkov.

Z medsebojnim komuniciranjem nevroni ustvarjajo edinstvene povezave, zaradi česar se vsak od nas razlikuje od drugega v načinu razmišljanja, občutka in delovanja.

Zrcalni nevroni

Funkcije zrcalnih nevronov so zelo zanimive. Zrcalni nevroni so taka vrsta možganskih nevronov, ki so navdušeni ne samo pri opravljanju akcije sami, ampak tudi pri opazovanju, kako drugi izvajajo to dejanje.

Tako lahko rečemo, da so zrcalni nevroni odgovorni za posnemanje ali posnemanje.

Študija načel delovanja zrcalnih nevronov je zelo obetavna pri reševanju problemov rehabilitacije cerebralne paralize.

Rojstvo nevronov

Rojstvo novih nevronov je še vedno stvar, okoli katere polemika ne preneha. Čeprav obstajajo nesporni dokazi, ki potrjujejo, da je nevrogeneza (rojstvo nevronov) proces, ki se ne ustavi skozi življenje posameznika.

Nevroni se rodijo v posebnih celicah, imenovanih matične celice. Znanost o matičnih celicah je precej mlada in v njej je več vprašanj kot odgovorov. Vemo pa, da se metoda zdravljenja cerebralne paralize z matičnimi celicami že izvaja in se zelo uspešno uporablja.

Migracija nevronov

Zelo zanimivo vprašanje - migracija nevronov! Rojstvo nevrona na željo živčnega sistema je le polovica bitke, ker mora še vedno priti od koder je bila poslana zahteva in kje jo čaka.

Kako nevron razume, kam mora iti in kaj mu pomaga priti do tja? Trenutno so znanstveniki videli dva procesa dostave nevronov iz kraja rojstva v druge dele možganov.

1. Gibanje v posebnih celicah - radialna glija. Te celice razširijo svoja vlakna od notranjih plasti možganov do zunanjih. In nevroni se pomikajo po njih, dokler ne dosežejo svojega cilja.
2. Kemični signali. Na površini nevronov so bile ugotovljene posebne adhezijske molekule, ki se vežejo na podobne molekule na sosednjih celicah glive ali aksonov živca. Tako prenašanje signala drug drugemu vodi nevron na njegovo končno lokacijo.

Nevronska migracija radialne glije

Niso vsi nevroni uspešno premagali to pot. Obstaja mnenje, da dve tretjini nevronov umre na poti. In nekateri izmed tistih, ki so preživeli, se zaletavajo in se kasneje vdelajo v verigo na napačnih mestih.

Nekateri znanstveniki sumijo, da takšne napake vodijo v shizofrenijo, disleksijo in pediatrično epilepsijo. Ni dokazov, samo predpostavka.

Nevronska smrt

Običajno so nevroni dolgotrajne celice v človeškem telesu. Ampak včasih začnejo množično umirati v nekaterih možganskih strukturah, kar vodi do različnih bolezni živčnega sistema. Včasih se lahko ugotovijo razlogi za njihovo smrt, včasih ne, vprašanje ostaja odprto.

Na primer, znano je, da pri Parkinsonovi bolezni nevroni, ki proizvajajo dopamin, umrejo na področju možganov, ki nadzorujejo gibanje telesa. To vodi do težav pri sprožitvi gibanja. Kar sproži ta proces, ni odgovor.

Pri Alzheimerjevi bolezni se sovražne beljakovine kopičijo v nevronih in okoli nevronov v neokorteksu in hipokampusu (delih možganov), ki nadzorujejo spomin. Ko ti nevroni umrejo, ljudje izgubijo sposobnost za zapomnitev in sposobnost opravljanja vsakodnevnih nalog.

Hipoksija možganov - vodi do stiske kisika nevronov in v prihodnosti, če se proces ne ustavi pravočasno, do njihove smrti.

Fizične poškodbe možganov - vodijo do prekinitve povezav med nevroni. Nevroni so torej živi, ​​vendar nimajo sposobnosti medsebojnega delovanja.

Umetni nevron

Nadaljnje preučevanje vprašanj življenja in smrti nevronov, daje upanje za razvoj novih metod zdravljenja živčnega sistema.

Sodobne raziskave kažejo, da se živčne celice lahko opomorejo. Matične celice lahko tvorijo vse vrste nevronov. Mogoče je možno manipulirati z matičnimi celicami in v njih spodbuditi rojstvo novih nevronov zahtevanega tipa.

Tako proces obnavljanja, obnavljanja možganov, zamenjave mrtvih nevronov z nevroni nove generacije ne zveni tako fantastično.

Morda je to izraz - umetni nevroni možganov, to je naša ne tako oddaljena prihodnost.

Avtorja

Dragi prijatelji in gostje, spomnim vas, da so vsi članki v blogih zgolj informativne narave. Potrebno je posvetovanje s strokovnjaki.

Če vam je članek všeč, mi lahko poveste - "Hvala", ko pustite komentar ali kliknete gumbe za družabno mreženje na koncu članka. Vaše mnenje mi je pomembno!

Nevroni - kaj je to. Vrste in funkcije možganskih nevronov

Na neizčrpnih možnostih naših možganov so zapisane gore literature. Sposoben je obdelati ogromno količino informacij, ki jih niti sodobni računalniki ne morejo storiti. Poleg tega možgani v normalnih pogojih delajo brez prekinitev 70-80 let ali več. In vsako leto traja njegovo življenje in s tem življenje osebe narašča.

Učinkovito delo tega najpomembnejšega in v marsičem skrivnostnega organa zagotavljajo predvsem dve vrsti celic: nevroni in gliali. Nevroni so odgovorni za sprejemanje in obdelavo informacij, spomina, pozornosti, razmišljanja, domišljije in ustvarjalnosti.

Neuron in njegova struktura

Pogosto lahko slišite, da duševne sposobnosti osebe zagotavljajo prisotnost sive snovi. Kaj je ta snov in zakaj je siva? Ta barva ima možgansko skorjo, sestavljeno iz mikroskopskih celic. To so nevroni ali živčne celice, ki zagotavljajo delovanje naših možganov in nadzor celotnega človeškega telesa.

Kako je živčna celica

Nevron, kot vsaka živa celica, je sestavljen iz jedra in celičnega telesa, ki se imenuje soma. Velikost same celice je mikroskopska - od 3 do 100 mikronov. Vendar to ne preprečuje, da bi nevron postal resnično skladišče različnih informacij. Vsaka živčna celica vsebuje celoten sklop genov - navodila za proizvodnjo beljakovin. Nekateri proteini sodelujejo pri prenosu informacij, drugi ustvarjajo zaščitno lupino okoli same celice, drugi so vključeni v spominske procese, četrti pa za spremembo razpoloženja itd.

Tudi majhen neuspeh v enem od programov za proizvodnjo nekaterih beljakovin lahko vodi do resnih posledic, bolezni, duševnih motenj, demence itd.

Vsak nevron je obdan z zaščitnim ovojem glialnih celic, ki dobesedno zapolnijo celoten medcelični prostor in predstavljajo 40% snovi v možganih. Glija ali zbirka glialnih celic opravlja zelo pomembne funkcije: ščiti nevrone pred neugodnimi zunanjimi vplivi, zagotavlja hranila za živčne celice in odstranjuje njihove presnovne produkte.

Glijalne celice varujejo zdravje in celovitost nevronov, zato ne dovoljujejo vstopu številnih tujih kemičnih snovi v živčne celice. Vključno z drogami. Zato je učinkovitost različnih zdravil, namenjenih krepitvi aktivnosti možganov, popolnoma nepredvidljiva in na vsako osebo delujejo drugače.

Dendriti in aksoni

Kljub zapletenosti nevrona sam po sebi ne igra pomembne vloge v možganih. Naša živčna dejavnost, vključno z duševno dejavnostjo, je posledica interakcije mnogih nevronov, ki izmenjujejo signale. Sprejemanje in prenos teh signalov, natančneje šibkih električnih impulzov, poteka s pomočjo živčnih vlaken.

Nevron ima več kratkih (približno 1 mm) razvejanih živčnih vlaken - dendriti, imenovanih zaradi svoje podobnosti z drevesom. Dendriti so odgovorni za sprejemanje signalov iz drugih živčnih celic. In ko oddajnik signala deluje akson. To vlakno v nevronu je samo eno, vendar lahko doseže dolžino do 1,5 metra. Povezujejo se s pomočjo aksonov in dendriti, živčne celice tvorijo celotne nevronske mreže. In bolj kompleksen je sistem medsebojnih odnosov, težja je naša mentalna dejavnost.

Nevronsko delo

Osnova najbolj kompleksne dejavnosti našega živčnega sistema je izmenjava šibkih električnih impulzov med nevroni. Problem pa je, da na začetku akson ene živčne celice in dendriti drugega niso povezani, med njimi je prostor, napolnjen z medcelično snovjo. To je tako imenovana sinaptična razcep, ki ne more premagati svojega signala. Predstavljajte si, da dve osebi raztezata roke drug drugemu in se ne dotakneta.

Ta problem rešuje nevron preprosto. Pod vplivom šibkega električnega toka pride do elektrokemične reakcije in nastane beljakovinska molekula - nevrotransmiter. Ta molekula prekriva sinaptično vrzel in postane nekakšen most za signal. Nevrotransmiterji opravljajo še eno funkcijo - povezujejo nevrone, in bolj pogosto signal potuje po tem živčnem vezju, močnejša je ta povezava. Predstavljajte si prehod čez reko. Skozi njega človek vrže kamen v vodo in vsak naslednji potnik to stori. Rezultat je trden, zanesljiv prehod.

Takšna povezava med nevroni se imenuje sinapsa in igra pomembno vlogo pri možganski aktivnosti. Menijo, da je tudi naš spomin rezultat dela sinapse. Te povezave zagotavljajo večjo hitrost prehoda živčnih impulzov - signal vzdolž nevronskega vezja se premika s hitrostjo 360 km / h ali 100 m / s. Izračunate lahko, koliko časa v možgane pride signal s prsta, ki ste ga po naključju udarili z iglo. Obstaja stara skrivnost: "Kaj je najhitrejša stvar na svetu?" Odgovor: "Misel." In zelo jasno je bilo opaziti.

Vrste nevronov

Nevroni niso le v možganih, kjer v medsebojnem delovanju tvorijo centralni živčni sistem. Nevroni se nahajajo v vseh organih našega telesa, v mišicah in ligamentih na površini kože. Še posebej v receptorjih, to je v čutilih. Obsežna mreža živčnih celic, ki prežema celotno človeško telo, je periferni živčni sistem, ki opravlja tako pomembne funkcije kot osrednji. Raznolikost nevronov je razdeljena v tri glavne skupine:

• Afektorski nevroni prejmejo informacije iz čutnih organov in v obliki impulzov vzdolž živčnih vlaken ga dobavljajo možganom. Te živčne celice imajo najdaljše aksone, saj se njihovo telo nahaja v ustreznem delu možganov. Obstaja stroga specializacija in zvočni signali gredo izključno v slušni del možganov, vonjave - v vohalne, lahke - v vizualno itd.
• Vmesni ali interkalarni nevroni obdelujejo informacije, ki jih prejmejo od afektorjev. Po oceni informacij vmesni nevroni ukazujejo čutilnim organom in mišicam, ki se nahajajo na obrobju našega telesa.
• Eferentni ali efektorski nevroni prenašajo ta ukaz iz vmesnega v obliki živčnega impulza v organe, mišice itd.

Najtežje in najmanj razumljivo je delo vmesnih nevronov. Ne odgovarjajo le za refleksne reakcije, kot je na primer umik roke iz vroče ponve ali utripanje, ko se pojavi bliskavica. Te živčne celice zagotavljajo tako kompleksne mentalne procese, kot so razmišljanje, domišljija, ustvarjalnost. In kako se trenutna izmenjava živčnih impulzov med nevroni spremeni v žive slike, fantastične ploskve, briljantna odkritja ali samo razmišljanja o trdem ponedeljek? To je glavna skrivnost možganov, ki se ji znanstveniki sploh niso približali.

Edina stvar, ki je lahko ugotovila, da so različne vrste duševne aktivnosti povezane z aktivnostjo različnih skupin nevronov. Sanje o prihodnosti, zapomnitev pesmi, dojemanje ljubljene osebe, razmišljanje o nakupih - vse to se odraža v naših možganih kot utripanje živčnih celic na različnih točkah možganske skorje.

Nevronske funkcije

Ker nevroni zagotavljajo delovanje vseh telesnih sistemov, morajo biti funkcije živčnih celic zelo različne. Poleg tega še vedno niso povsem razumljivi. Med mnogimi različnimi klasifikacijami teh funkcij bomo izbrali tisto, ki je najbolj razumljivo in blizu problemom psihološke znanosti.

Funkcija prenosa informacij

To je glavna funkcija nevronov, s katerimi so povezani drugi, čeprav ne manj pomembni. Ista funkcija je najbolj raziskana. Vsi zunanji signali v organe vstopajo v možgane, kjer se obdelujejo. In potem, kot rezultat povratnih informacij, v obliki ukaznih impulzov, se prenašajo preko eferentnih živčnih vlaken nazaj v čutne organe, mišice itd.

Takšen stalni pretok informacij poteka ne samo na ravni perifernega živčnega sistema, temveč tudi v možganih. Povezave med nevroni, ki izmenjujejo informacije, tvorijo neobičajno kompleksne nevronske mreže. Zamislite si: v možganih je vsaj 30 milijard nevronov, vsaka od njih pa ima lahko do 10 tisoč povezav. Kibernetika je sredi 20. stoletja poskušala ustvariti elektronski računalnik, ki deluje po načelu človeških možganov. Vendar niso uspeli - procesi, ki se pojavljajo v centralnem živčnem sistemu, so se izkazali za preveč zapleteni.

Funkcija ohranjanja izkušenj

Nevroni so odgovorni za to, kar imenujemo spomin. Natančneje, kot so ugotovili nevrofiziologi, je ohranjanje sledi signalov, ki prehajajo skozi nevronske kroge, poseben stranski produkt možganske dejavnosti. Osnova spomina so proteinske molekule - nevrotransmiterji, ki nastajajo kot povezovalni most med živčnimi celicami. Zato ni nobenega posebnega dela možganov, ki bi bil odgovoren za shranjevanje informacij. In če se zaradi poškodbe ali bolezni pojavi uničenje nevronskih povezav, lahko oseba delno izgubi spomin.

Integrativna funkcija

Gre za interakcijo med različnimi deli možganov. Takojšnje »utripanje« prenašanih in prejetih signalov, vroče točke v možganski skorji - to je rojstvo podob, čustev in misli. Kompleksne nevronske povezave, ki med seboj povezujejo različne dele možganske skorje in prodirajo v subkortikalno cono, so produkt naše mentalne aktivnosti. Bolj kot se pojavljajo takšne povezave, boljše je spomin in produktivnejše razmišljanje. V bistvu, bolj ko mislimo, da postajamo pametnejši.

Funkcija proizvodnje beljakovin

Aktivnost živčnih celic ni omejena na informacijske procese. Nevroni so prave beljakovinske tovarne. To so isti nevrotransmiterji, ki ne delujejo le kot "most" med nevroni, ampak imajo tudi veliko vlogo pri urejanju dela našega telesa kot celote. Trenutno obstaja približno 80 vrst teh beljakovinskih spojin, ki opravljajo različne funkcije:

• Norepinefrin, včasih imenovan bes ali hormon stresa. Tonizira telo, izboljša zmogljivost, naredi srce hitrejše in pripravi telo za takojšnje ukrepanje, da odvrne nevarnost.
• Dopamin je glavni tonik našega telesa. Vključuje se v revitalizacijo vseh sistemov, tudi med prebujanjem, med fizičnim naporom in ustvarja pozitivno čustveno držo do evforije.
• Serotonin je tudi snov "dobre volje", čeprav ne vpliva na telesno aktivnost.
• Glutamat je oddajnik, ki je potreben za delovanje pomnilnika, brez katerega dolgoročno shranjevanje informacij ni mogoče.
• Acetilholin upravlja procese spanja in prebujanja ter je potreben tudi za aktiviranje pozornosti.

Nevrotransmiterji oziroma njihovo število vplivajo na zdravje telesa. In če obstajajo kakršne koli težave s proizvodnjo teh beljakovinskih molekul, se lahko razvijejo resne bolezni. Na primer, pomanjkanje dopamina je eden od vzrokov za Parkinsonovo bolezen in če se ta snov proizvaja preveč, se lahko razvije shizofrenija. Če acetilholin ni dovolj proizveden, se lahko pojavi zelo neprijetna Alzheimerjeva bolezen, ki jo spremlja demenca.

Nastajanje nevronov v možganih se začne že pred rojstvom osebe, med celotnim obdobjem zorenja pa se pojavi aktivna tvorba in zaplet nevronskih povezav. Dolgo časa je verovalo, da se pri odrasli osebi nove živčne celice ne morejo pojaviti, vendar je proces njihovega izumrtja neizogiben. Zato je duševni razvoj osebnosti mogoč le zaradi zapletov živčnih povezav. In potem je v starosti vsakdo obsojen na upad duševnih sposobnosti.

Toda nedavne študije so zavrnile to pesimistično napoved. Švicarski znanstveniki so dokazali, da obstaja možganska regija, ki je odgovorna za rojstvo novih nevronov. To je hipokampus, ki dnevno proizvede do 1400 novih živčnih celic. In vse kar morate storiti je, da jih aktivneje vključite v delo možganov, sprejmete in razumete nove informacije, s čimer ustvarite nove nevronske povezave in zapletete nevronsko mrežo.

Nevroni v možganih - struktura, klasifikacija in poti

Nevronska struktura

Vsaka struktura v človeškem telesu je sestavljena iz specifičnih tkiv, ki so del organa ali sistema. V živčnem tkivu - nevron (nevroci, živci, nevroni, živčna vlakna). Kaj so možganski nevroni? Je strukturno funkcionalna enota živčnega tkiva, ki je del možganov. Poleg anatomske definicije nevrona obstaja tudi funkcionalna - to je celica, ki jo vzbujajo električni impulzi, sposobna obdelovati, shranjevati in prenašati informacije drugim nevronom z uporabo kemičnih in električnih signalov.

Struktura živčne celice ni tako težka, v primerjavi s specifičnimi celicami drugih tkiv pa določa tudi njeno funkcijo. Neurocit je sestavljen iz telesa (drugo ime je soma), procesi pa so akson in dendrit. Vsak element nevrona opravlja svojo funkcijo. Soma je obkrožena s plastjo maščobnega tkiva, ki omogoča, da skozi njih preidejo samo maščobe topne snovi. V telesu so jedro in drugi organeli: ribosomi, endoplazmatski retikulum in drugi.

Poleg lastnih nevronov v možganih prevladujejo naslednje celice, in sicer glijske celice. Pogosto jih imenujejo možgansko lepilo za svojo funkcijo: glija opravlja pomožno funkcijo za nevrone, ki jim zagotavlja okolje. Glijalno tkivo zagotavlja regeneracijo živčnih tkiv, prehrano in pomaga pri ustvarjanju živčnih impulzov.

Število nevronov v možganih je vedno zanimalo raziskovalce na področju nevrofiziologije. Število živčnih celic je tako znašalo od 14 milijard do 100. Najnovejše raziskave brazilskih strokovnjakov so pokazale, da število nevronov v povprečju znaša 86 milijard celic.

Konice

Orodja v rokah nevrona so procesi, zaradi katerih je nevron sposoben opravljati svojo funkcijo kot oddajnik in imetnik informacij. To so procesi, ki tvorijo široko živčno mrežo, ki omogoča, da se človeška psiha razkrije v vsej svoji slavi. Obstaja mit, da so duševne sposobnosti osebe odvisne od števila nevronov ali od teže možganov, vendar to ni tako: ljudje, katerih polja in podpolja možganov so visoko razviti (več kot nekajkrat), postanejo genij. Zaradi tega polja bodo odgovorne za določene funkcije sposobne te funkcije izvajati bolj kreativno in hitreje.

Axon

Akson je dolgotrajen proces nevrona, ki prenaša živčne impulze iz soma živca v druge celice ali organe, ki jih prenaša določen del živčnega stebra. Narava je vretenčarje obdarila z bonusom - mielinskimi vlakni, v strukturi katerih so locirane Schwannove celice, med katerimi so majhna prazna območja - Ranvierjeva prestrezanja. Na njih, kot na lestvi, živčni impulzi skočijo z enega mesta na drugo. Ta struktura vam omogoča, da pospešite prenos informacij (do približno 100 metrov na sekundo). Hitrost gibanja električnega impulza skozi vlakno, ki ne vsebuje mielina, je v povprečju 2–3 metra na sekundo.

Dendriti

Druga vrsta procesov živčnih celic so dendriti. Za razliko od dolgega in trdnega aksona je dendrit kratka in razvejana struktura. Ta postopek ni vključen v prenos informacij, temveč le pri njegovem prejemu. Torej, ekscitacija vstopi v telo nevrona s pomočjo kratkih dendritnih vej. Kompleksnost informacij, ki jih dendrit lahko prejme, je določen z njegovimi sinapsami (specifičnimi živčnimi receptorji), in sicer s premerom njegove površine. Dendriti zaradi velikega števila njihovih bodic lahko vzpostavijo na stotine tisočih stikov z drugimi celicami.

Presnova v nevronu

Posebnost živčnih celic je njihova presnova. Metabolizem v nevrocitu odlikuje visoka hitrost in prevladovanje aerobnih procesov (na osnovi kisika). To značilnost celice je mogoče pojasniti z dejstvom, da so možgani izjemno energetsko intenzivni, njegova potreba po kisiku pa je visoka. Kljub temu, da je teža možganov le 2% teže celotnega telesa, je poraba kisika okoli 46 ml / min, kar je 25% celotne telesne porabe.

Glavni vir energije za možgansko tkivo, poleg kisika, je tudi glukoza, pri kateri poteka kompleksna biokemijska transformacija. Končno se iz sladkornih spojin sprosti velika količina energije. Tako lahko odgovorimo na vprašanje, kako izboljšati nevronske povezave možganov: uporabite izdelke, ki vsebujejo glukozne spojine.

Nevronske funkcije

Kljub relativno enostavni strukturi ima nevron veliko funkcij, od katerih so glavne naslednje:

• zaznavanje draženja;
• zdravljenje stimulacij;
• prenos impulzov;
• oblikovanje odziva.

Funkcionalno so nevroni razdeljeni v tri skupine:

Poleg tega je v živčnem sistemu drugačna skupina funkcionalno ločena - zavira (odgovorna za zaviranje vzbujanja celic) živcev. Takšne celice preprečujejo širjenje električnega potenciala.

Klasifikacija nevronov

Živčne celice so kot take različne, zato lahko nevrone razvrstimo glede na njihove različne parametre in atribute, in sicer:

• Oblika telesa. Neurociti različnih oblik soma se nahajajo v različnih delih možganov:
  • stellate;
  • vretenaste oblike;
  • piramidne (Betzove celice).
• Po številu poganjkov:
  • unipolarni: imajo en proces;
  • bipolarni: dva telesa se nahajata na telesu;
  • multipolar: na somah teh celic obstajajo trije ali več procesov.
• Kontaktne značilnosti nevronske površine:
  • aksomatični. V tem primeru je akson v stiku s somo sosednje celice živčnega tkiva;
  • akso-dendritični. Ta vrsta stika vključuje povezavo aksona in dendrita;
  • akso-akson. Akson enega nevrona ima povezave z aksonom druge živčne celice.

Vrste nevronov

Da bi lahko izvedli zavestne premike, je potrebno, da je impulz, ki nastane v motornem girusu možganov, sposoben doseči potrebne mišice. Tako se razlikujejo naslednje vrste nevronov: osrednji motoneuron in periferni.

Prva vrsta živčnih celic izvira iz sprednje centralne gyrus, ki se nahaja pred največjo brazdo možganov - Rolandovo brazdo, in sicer Betzove piramidalne celice. Nato se aksoni osrednjega nevrona odcepijo globoko v hemisfere in preidejo skozi notranjo kapsulo možganov.

Periferne motorične nevrocite tvorijo motorni nevroni sprednjih rogov hrbtenjače. Njihovi aksoni dosežejo različne formacije, kot so pleksuse, grozde hrbteničnega živca in, kar je najpomembneje, mišice, ki delujejo.

Razvoj in rast nevronov

Živčna celica izvira iz matične celice. Razvijajo se prvi aksoni, dendriti zorijo malo kasneje. Na koncu evolucije nevroticnega procesa se v somski celici oblikuje majhno nepravilno oblikovano tesnilo. Ta tvorba se imenuje stožec rasti. Vsebuje mitohondrije, nevrofilamente in tubule. Receptorski sistemi celice postopoma dozorevajo in sinaptične regije nevrocitov se širijo.

Poti

Živčni sistem ima svoje sfere vpliva po vsem telesu. S pomočjo prevodnih vlaken je živčna regulacija sistemov, organov in tkiv. Možgani, zahvaljujoč širokemu sistemu poti, popolnoma nadzorujejo anatomsko in funkcionalno stanje vsake strukture telesa. Ledvice, jetra, želodec, mišice in drugi - vse to pregleduje možgane, skrbno in skrbno usklajuje in uravnava vsak milimeter tkiva. V primeru neuspeha pa popravi in ​​izbere ustrezen model obnašanja. Človeško telo je zaradi poti za avtonomijo, samoregulacijo in prilagodljivost na zunanje okolje.

Možganske poti

Pot je grozd živčnih celic, katerih funkcija je izmenjava informacij med različnimi deli telesa.

• Povezovalna živčna vlakna. Te celice povezujejo različne živčne centre, ki se nahajajo na isti polobli.
• Komisionarna vlakna. Ta skupina je odgovorna za izmenjavo informacij med podobnimi središči možganov.
• Projekcijska živčna vlakna. Ta kategorija vlaken povezuje možgane s hrbtenjačo.
• Exteroceptive načine. Imajo električne impulze od kože in drugih čutil do hrbtenjače.
• Proprioceptiven. Takšna skupina poti vodi signale iz kite, mišic, vezi in sklepov.
• Interoceptivne poti. Vlakna tega trakta izvirajo iz notranjih organov, krvnih žil in intestinalnih mezenterij.

Medsebojno delovanje z nevrotransmiterji

Nevroni različnih lokacij komunicirajo med seboj z uporabo električnih impulzov kemijske narave. Torej, kaj je osnova njihovega izobraževanja? Obstajajo tako imenovani nevrotransmiterji (nevrotransmiterji) - kompleksne kemične spojine. Na površini aksona se nahaja živčna sinapsa - kontaktna površina. Po eni strani obstaja presinaptična vrzel, po drugi pa postsinaptična vrzel. Med njimi je vrzel - to je sinapsa. Na presinaptičnem delu receptorja so vrečke (vezikli), ki vsebujejo določeno količino nevrotransmiterjev (kvantov).

Ko impulz pride do prvega dela sinapse, se sproži kompleksen biokemični kaskadni mehanizem, zaradi katerega se odprejo vreče z mediatorji in kvanti posrednih snovi gladko vstopijo v režo. Na tej stopnji impulz izgine in se ponovno pojavi šele, ko nevrotransmiterji dosežejo postsinaptično razpoko. Potem se ponovno sprožijo biokemični procesi z odprtjem vrat za mediatorje in tisti, ki delujejo na najmanjše receptorje, pretvorimo v električni impulz, ki sega v globine živčnih vlaken.

Medtem se razlikujejo različne skupine teh nevrotransmiterjev, in sicer:

• Zaviranje nevrotransmiterjev - skupina snovi, ki imajo zaviralni učinek na vzbujanje. Te vključujejo:
  • gama-aminomaslena kislina (GABA);
  • glicina.
• Razburljivi posredniki:
  • acetilholin;
  • dopamin;
  • serotonin;
  • noradrenalina;
  • adrenalin.

Ali se popravijo živčne celice?

Dolgo časa je veljalo, da nevroni niso sposobni delitve. Vendar pa se je ta izjava po sodobnih raziskavah izkazala za napačno: v nekaterih delih možganov se pojavi proces nevrogeneze neurocitnih prekurzorjev. Poleg tega ima možgansko tkivo izjemno sposobnost nevroplastičnosti. Obstaja veliko primerov, ko zdravi del možganov prevzame funkcijo poškodovanega.

Mnogi strokovnjaki na področju nevrofiziologije so se spraševali, kako obnoviti nevrone v možganih. Z nedavnimi raziskavami ameriških znanstvenikov se je izkazalo, da za pravočasno in pravilno regeneracijo nevrocitov ni potrebno uporabljati drage droge. Če želite to narediti, morate le narediti prave vzorce spanja in pravilno jesti z vključitvijo vitaminov B in nizkokalorične hrane v prehrano.

Če pride do kršitve nevronskih povezav možganov, se lahko okrevajo. Vendar pa obstajajo resne patologije nevronskih povezav in poti, kot je bolezen motornega nevrona. Nato se morate obrniti na specializirano klinično oskrbo, kjer nevrologi lahko ugotovijo vzrok patologije in se ustrezno zdravijo.

Ljudje, ki so prej uživali ali so pili alkohol, pogosto postavljajo vprašanje o tem, kako po alkoholu obnoviti možganske nevrone. Strokovnjak bo odgovoril, da je za to potrebno sistematično delo na svojem zdravju. Kompleks dejavnosti vključuje uravnoteženo prehrano, redno gibanje, duševno aktivnost, hojo in potovanje. Dokazano je, da se nevronske povezave možganov razvijajo s preučevanjem in razmišljanjem o popolnoma novih informacijah za ljudi.

V razmerah zasičenosti s presežnimi informacijami, obstojem trga hitre prehrane in sedečim življenjskim slogom so možgani kvalitativno občutljivi na različne poškodbe. Ateroskleroza, trombotične tvorbe na žilah, kronični stres, okužbe - vse to je neposredna pot do zamašitve možganov. Kljub temu obstajajo zdravila, ki obnovijo možganske celice. Glavna in priljubljena skupina so nootropiki. Priprave v tej kategoriji spodbujajo metabolizem v nevrocitih, povečajo odpornost na pomanjkanje kisika in pozitivno vplivajo na različne duševne procese (spomin, pozornost, razmišljanje). Poleg nootropov farmacevtski trg ponuja tudi izdelke, ki vsebujejo nikotinsko kislino, sredstva za ojačanje žil in druge. Ne smemo pozabiti, da je obnavljanje živčnih povezav možganov med jemanjem različnih zdravil dolgotrajen proces.

Učinek alkohola na možgane

Alkohol negativno vpliva na vse organe in sisteme, zlasti na možgane. Etilni alkohol lahko prodre skozi zaščitne ovire možganov. Alkoholni metabolit, acetaldehid, resno ogroža nevrone: alkoholna dehidrogenaza (encim za predelavo alkohola v jetrih) v telesu med predelavo potegne več tekočine, vključno z vodo iz možganov. Tako alkoholne spojine preprosto posušijo možgane in iz njega izločijo vodo, zaradi česar atrofirajo možganske strukture in pride do celične smrti. V primeru enkratne uporabe alkohola so taki procesi reverzibilni, kar ni mogoče trditi o kronični uporabi alkohola, ko se poleg organskih sprememb oblikujejo tudi stabilne patokaroterološke značilnosti alkoholika. Več podrobnosti o tem, kako "Vpliv alkohola na možgane."

Nevroni in živčno tkivo

Nevroni in živčno tkivo

Živčno tkivo je glavni strukturni element živčnega sistema. Struktura živčnega tkiva vključuje visoko specializirane živčne celice - nevrone in celice nevroglije, ki opravljajo podporne, sekretorne in zaščitne funkcije.

Nevron je glavna strukturna in funkcionalna enota živčnega tkiva. Te celice lahko sprejemajo, obdelujejo, kodirajo, prenašajo in shranjujejo informacije, vzpostavljajo stike z drugimi celicami. Edinstvene značilnosti nevrona so sposobnost generiranja bioelektričnih razelektritev (pulzov) in posredovanje informacij po procesih iz ene celice v drugo z uporabo specializiranih zaključkov - sinaps.

Funkcije nevrona spodbuja sinteza v svoji aksoplazmi prenosnih snovi - nevrotransmiterjev: acetilholin, kateholamini itd.

Število možganskih nevronov se približuje 10 11. Na enem nevronu lahko obstaja do 10.000 sinaps. Če se ti elementi obravnavajo kot celice za shranjevanje informacij, lahko sklepamo, da lahko živčni sistem shrani 10 19 enot. informacije, tj. lahko sprejme skoraj vse znanje, ki ga je človeštvo nabralo. Zato je razumna ideja, da se človeški možgani med življenjem spominjajo vsega, kar se dogaja v telesu in med komunikacijo z okoljem. Vendar pa možgani iz spomina ne morejo pridobiti vseh informacij, ki so shranjene v njem.

Nekatere vrste nevronske organizacije so značilne za različne možganske strukture. Nevroni, ki uravnavajo eno funkcijo, tvorijo tako imenovane skupine, ansambli, kolone, jedra.

Nevroni se razlikujejo po zgradbi in funkciji.

Glede na strukturo (odvisno od števila izrastkov iz celice, procesov) obstajajo unipolarni (z enim procesom), bipolarni (z dvema procesoma) in multipolarnim (z množico procesov) nevroni.

Z funkcionalnih lastnosti izoliranega aferenta (ali centripetalna) nevronov nosilni vzbujanje od receptorjev v centralnem živčnem sistemu, efferent, motor, motorni nevroni (ali centrifugalna) prenašanje ekscitacijo CŽS na inevriranem organa in interkalarne, stik ali vmesnih nevronov, ki povezuje aferenta in efferent nevroni.

Aferentni nevroni pripadajo unipolarnim, njihova telesa ležijo v spinalnih ganglijih. Izraz celičnega telesa T-oblike je razdeljen na dve veji, od katerih ena prehaja v centralni živčni sistem in deluje kot akson, drugi pa se približuje receptorjem in je dolg dendrit.

Večina eferentnih in interkalarnih nevronov pripada multipolarni (slika 1). Multipolarni interkalarni nevroni se nahajajo v velikem številu v posteriornih rogovih hrbtenjače, kot tudi v vseh drugih delih CNS. Lahko so tudi bipolarne, na primer nevroni mrežnice z dendritom s kratkimi vejami in dolgim ​​aksonom. Motoneuroni se nahajajo predvsem v sprednjih rogovih hrbtenjače.

Sl. 1. Struktura živčne celice:

1 - mikrotubule; 2 - dolg proces živčne celice (akson); 3 - endoplazmatski retikulum; 4 - jedro; 5 - nevroplazma; 6 - dendriti; 7 - mitohondrije; 8 - nukleolus; 9 - mielinski ovoj; 10 - Prestrezanje Ranvie; 11 - konec aksona

Neuroglia

Neuroglia ali glija je zbirka celičnih elementov živčnega tkiva, ki jih oblikujejo specializirane celice različnih oblik.

Odkril ga je R. Virkhov in ga poimenoval nevroglija, kar pomeni »živčni lepilo«. Neuroglia celice zapolnjujejo prostor med nevroni in predstavljajo 40% volumna možganov. Glijalne celice so 3-4 krat manjše od živčnih celic; njihovo število v centralnem živčnem sistemu sesalcev doseže 140 milijard, s starostjo pa se število nevronov v možganih v človeku zmanjša in število celic glija se poveča.

Ugotovljeno je, da je nevrogla povezana s presnovo v živčnem tkivu. Nekatere celice nevrogle izločajo snovi, ki vplivajo na stanje vznemirljivosti nevronov. Ugotovljeno je, da se v različnih duševnih stanjih spremeni izločanje teh celic. Dolgoročni procesi v CNS so povezani s funkcionalnim stanjem nevrogle.

Vrste glialnih celic

Po naravi strukture glialnih celic in njihovi lokaciji v CNS so: t

• astrociti (astroglija);
• oligodendrociti (oligodendroglija);
• mikroglijalne celice (mikroglija);
• Schwannove celice.

Glijalne celice opravljajo podporne in zaščitne funkcije za nevrone. So del strukture krvno-možganske pregrade. Astrociti so najbolj bogate glijske celice, ki zapolnjujejo prostore med nevroni in prekrivnimi sinapsami. Preprečujejo širjenje nevrotransmiterjev, ki se širijo iz sinaptične razpoke v CNS. V citoplazmatskih membranah astrocitov obstajajo receptorji za nevrotransmiterje, katerih aktivacija lahko povzroči nihanja membranskih potencialnih razlik in spremembe v presnovi astrocitov.

Astrociti tesno obdajajo kapilare možganskih žil, ki se nahajajo med njima in nevroni. Na podlagi tega se predvideva, da imajo astrociti pomembno vlogo pri presnovi nevronov, ki uravnavajo kapilarno prepustnost za nekatere snovi.

Ena od pomembnih funkcij astrocitov je njihova sposobnost, da absorbirajo presežek ionov K +, ki se lahko kopičijo v medceličnem prostoru med visoko nevronsko aktivnostjo. V regijah adhezije astrocitov se oblikujejo kanali kontaktov z režami, skozi katere astrociti lahko izmenjujejo različne majhne ione in zlasti ioni K +, kar poveča njihovo absorpcijo ionov K +. Nenadzorovano kopičenje K + ionov v interneuronalnem prostoru bi povečalo razdražljivost nevronov. Tako astrociti, ki absorbirajo presežek K + ionov iz intersticijske tekočine, preprečijo povečanje razdražljivosti nevronov in nastanek žarišč povečane živčne aktivnosti. Pojav takšnih žarišč v človeških možganih lahko spremlja dejstvo, da njihovi nevroni ustvarjajo vrsto živčnih impulzov, ki se imenujejo konvulzivni izpusti.

Astrociti sodelujejo pri odstranjevanju in uničevanju nevrotransmiterjev, ki vstopajo v ekstrasinaptične prostore. Tako preprečujejo kopičenje nevrotransmiterjev v nevronskih prostorih, kar lahko povzroči motnje v delovanju možganov.

Nevroni in astrociti so ločeni z medceličnimi režami 15-20 mikronov, imenovanimi intersticijski prostor. Interstitialni prostori zavzemajo do 12-14% volumna možganov. Pomembna lastnost astrocitov je njihova sposobnost, da absorbirajo CO2 iz zunajcelične tekočine teh prostorov in tako ohranijo stabilen pH možganov.

Astrociti sodelujejo pri oblikovanju vmesnikov med živčnimi tkivi in ​​možganskimi žilami, živčnim tkivom in membranami možganov v procesu rasti in razvoja živčnega tkiva.

Za oligodendrocite je značilno majhno število kratkih procesov. Ena od njihovih glavnih funkcij je tvorba mielinske ovojnice živčnih vlaken v osrednjem živčevju. Te celice se nahajajo tudi v neposredni bližini telesa nevronov, vendar funkcionalni pomen tega dejstva ni znan.

Mikroglijalne celice tvorijo 5–20% celotnega števila celic glij in so razpršene po osrednjem živčevju. Ugotovljeno je, da so antigeni na njihovi površini enaki antigenom krvnih monocitov. To kaže na njihov izvor iz mezoderme, prodor v živčno tkivo med embrionalnim razvojem in posledično transformacijo v morfološko prepoznavne mikroglijalne celice. V zvezi s tem velja, da je najpomembnejša funkcija mikroglije zaščita možganov. Pokazalo se je, da se pri poškodbi živčnega tkiva število fagocitnih celic povečuje zaradi makrofagov krvi in ​​aktivacije fagocitnih lastnosti mikroglije. Odstranjujejo mrtve nevrone, glijalne celice in njihove strukturne elemente, fagocitne tuje delce.

Schwannove celice tvorijo mielinsko ovojnico perifernih živčnih vlaken zunaj CNS. Membrana te celice se večkrat ovije okoli živčnih vlaken, debelina nastale mielinske ovojnice pa lahko preseže premer živčnega vlakna. Dolžina mieliniranih predelov živčnih vlaken je 1-3 mm. V intervalih med njimi (prestrezanje Ranvierja) ostanejo živčna vlakna pokrita le s površinsko membrano, ki ima razburljivost.

Ena od najpomembnejših lastnosti mielina je visoka odpornost na električni tok. To je posledica visoke vsebnosti sfingomyelina in drugih fosfolipidov v mielinu, ki mu dajejo trenutne izolacijske lastnosti. V območjih mielinsko obloženih živčnih vlaken je proces ustvarjanja živčnih impulzov nemogoč. Živčni impulzi nastajajo samo na Ranvierjevi prestrezni membrani, ki zagotavlja višjo stopnjo prevajanja živčnih impulzov na mielinizirana živčna vlakna v primerjavi z neimeliniranimi.

Znano je, da lahko strukturo mielina zlahka moti infekcijska, ishemična, travmatična, toksična poškodba živčnega sistema. Hkrati se razvija proces demielinizacije živčnih vlaken. Zlasti pogosto se demielinizacija razvije pri multipli sklerozi. Zaradi demielinizacije se zmanjša hitrost živčnih impulzov vzdolž živčnih vlaken, zmanjša se hitrost posredovanja informacij možganom od receptorjev in od nevronov v izvršilne organe. To lahko privede do oslabljene senzorične občutljivosti, motenega gibanja, regulacije delovanja notranjih organov in drugih resnih posledic.

Struktura in funkcija nevronov

Nevron (živčna celica) je strukturna in funkcionalna enota centralnega živčnega sistema.

Anatomska struktura in lastnosti nevrona zagotavljajo izpolnitev njegovih glavnih funkcij: izvajanje presnove, proizvodnje energije, zaznavanje različnih signalov in njihove obdelave, nastajanje ali sodelovanje v odzivnih reakcijah, generiranje in vodenje živčnih impulzov, združevanje nevronov v nevronske kroge, ki zagotavljajo najpreprostejše refleksne reakcije in in višje integrativne možganske funkcije.

Nevroni so sestavljeni iz telesa živčne celice in procesov aksona in dendritov.

Sl. 2. Struktura nevrona

Telesna živčna celica

Telo (perikaryon, soma) nevrona in njegovi procesi so prekriti skozi celotno nevronsko membrano. Membrana celičnega telesa se razlikuje od membrane aksona in dendritov po vsebnosti različnih ionskih kanalov, receptorjev, prisotnosti sinaps na njej.

V telesu nevrona je nevroplazma in jedro, ki ga ločujejo membrane, grob in gladek endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat in mitohondriji. Kromosomi jedra nevronov vsebujejo niz genov, ki kodirajo sintezo beljakovin, potrebnih za oblikovanje strukture in izvedbe funkcij telesa nevrona, njegovih procesov in sinaps. To so proteini, ki izvajajo funkcije encimov, nosilcev, ionskih kanalov, receptorjev itd. Nekateri proteini opravljajo funkcije, ko so v nevroplazmi, medtem ko so drugi vključeni v membrane organelov, soma in nevronskih procesov. Nekateri izmed njih, npr. Encimi, potrebni za sintezo nevrotransmiterjev, se prenašajo preko aksonskega transporta do aksonskega terminala. V celičnem telesu se sintetizirajo peptidi, ki so potrebni za vitalno aktivnost aksonov in dendritov (npr. Rastni faktorji). Zato, ko je nevronsko telo poškodovano, se njegovi procesi degenerirajo in propadajo. Če se telo nevrona ohrani in je proces poškodovan, se pojavi njegovo počasno okrevanje (regeneracija) in obnavljanje inervacije denerviranih mišic ali organov.

Mesto sinteze beljakovin v telesih nevronov je grob endoplazmatski retikulum (tigroidna zrnca ali Nisslova telesa) ali prosti ribosomi. Njihova vsebnost v nevronih je višja kot v glialnih ali drugih celicah telesa. V gladkem endoplazmatskem retikulumu in Golgijevem aparatu beljakovine pridobijo notranjo prostorsko konformacijo, se razvrstijo in pošljejo v transportne tokove v strukture celičnega telesa, dendrite ali aksone.

V številnih nevronskih mitohondrijih se kot posledica procesov oksidativne fosforilacije tvori ATP, katerega energija se uporablja za ohranjanje vitalne aktivnosti nevrona, delo ionskih črpalk in vzdrževanje asimetrije ionskih koncentracij na obeh straneh membrane. Posledično je nevron v nenehni pripravljenosti ne le za zaznavanje različnih signalov, ampak tudi za odzivanje nanje - na generacijo živčnih impulzov in njihovo uporabo za nadzor funkcij drugih celic.

V mehanizmih zaznavanja nevronov različnih signalov sodelujejo molekularni receptorji celične membrane, senzorični receptorji, ki jih tvorijo dendriti, in senzorične celice epitelnega izvora. Signali iz drugih živčnih celic lahko dosežejo nevron skozi številne sinapse, ki so nastale na dendritih ali na nevronskem gelu.

Dendriti živčnih celic

Dendriti nevrona tvorijo dendritično drevo, narava razvejenosti in velikost, ki je odvisna od števila sinaptičnih stikov z drugimi nevroni (sl. 3). Na dendritih nevrona so na tisoče sinaps, ki jih tvorijo aksoni ali dendriti drugih nevronov.

Sl. 3. Sinaptični stiki interneyrona. Puščice na levi kažejo prihod aferentnih signalov na dendrite in telo interneurona, na desni pa smer širjenja eferentnih signalov interneurona na druge nevrone.

Sinapsi so lahko heterogeni tako v funkciji (zaviralno, ekscitatorno) kot pri vrsti uporabljenega nevrotransmiterja. Dendritična membrana, ki sodeluje pri oblikovanju sinaps, je njihova postsinaptična membrana, ki vsebuje receptorje (ligandno odvisne ionske kanale) do nevrotransmiterja, ki se uporablja v tej sinapsi.

Vzburjevalni (glutamatergični) sinapsi se nahajajo predvsem na površini dendritov, kjer obstajajo vzponi ali izrastki (1-2 μm), imenovani bodice. V membrani hrbtenice so kanali, katerih prepustnost je odvisna od transmembranske potencialne razlike. V citoplazmi dendritov na področju hrbtenic najdemo sekundarne posrednike intracelularne signalne transdukcije in ribosome, na katerih se protein sintetizira kot odgovor na prihod sinaptičnih signalov. Točna vloga bodic je še vedno neznana, vendar je očitno, da povečajo površino dendritičnega drevesa in tvorijo sinapse. Konice so tudi nevronske strukture za sprejem vhodnih signalov in njihovo obdelavo. Dendriti in bodice zagotavljajo prenos informacij od periferije do telesa nevrona. Dendritna membrana v območju košnje je polarizirana zaradi asimetrične porazdelitve mineralnih ionov, delovanja ionskih črpalk in prisotnosti ionskih kanalov v njej. Te lastnosti so osnova prenosa informacij vzdolž membrane v obliki lokalnih krožnih tokov (elektrotoničnih), ki se pojavljajo med postsinaptičnimi membranami in območji dendritne membrane, ki mejijo na njih.

Ko se širijo skozi dendritno membrano, so lokalni tokovi dušeni, vendar so dovolj veliki, da prenašajo signale na dendritične sinaptične vnose v membrano telesa nevrona. Potencialno odvisni kanali natrija in kalija v dendritni membrani še niso bili identificirani. Ne poseduje razburljivosti in sposobnosti ustvarjanja akcijskih potencialov. Vendar pa je znano, da se lahko potencial delovanja, ki se pojavi na membrani aksonske gomile, razprostira vzdolž nje. Mehanizem tega pojava ni znan.

Predpostavlja se, da so dendriti in spine del nevronskih struktur, vključenih v spominske mehanizme. Število hrbtenic je še posebej visoko v dendritih nevronov možganske skorje, bazalnih ganglij in možganske skorje. Območje dendritičnega drevesa in število sinaps se zmanjšata na nekaterih področjih možganske skorje starejših ljudi.

Aksonov nevron

Akson je proces živčne celice, ki ga ne najdemo v drugih celicah. Za razliko od dendritov, katerih število je različno za nevron, je akson enak za vse nevrone. Njegova dolžina lahko doseže do 1,5 m. Na mestu, kjer akson zapusti nevron, se zgodi zadebelitev - aksonska gomila, prekrita s plazemsko membrano, ki je kmalu prekrita z mielinom. Mesto gomile aksona, ki ga odkriva mielin, se imenuje začetni segment. Aksoni nevronov, vse do njihovih končnih vej, so prekriti z mielinskimi ovojnicami, ki jih prekine Ranvijejeva prestrezanja - mikroskopske ne gelirane regije (približno 1 mikron).

Skozi akson (mielinizirano in neimelinizirano vlakno) je prekrita z dvoslojno fosfolipidno membrano z vgrajenimi beljakovinskimi molekulami, ki opravljajo funkcije ionskega transporta, potencialno odvisne ionske kanale itd. predvsem na področju prestrezanja Ranvier. Ker v aksoplazmi ni grobogojskega retikuluma in ribosomov, je očitno, da se ti proteini sintetizirajo v telesu nevrona in se s aksonalnim transportom prenašajo na membrano aksona.

Lastnosti membrane, ki pokriva telo in akson nevrona, so različne. Ta razlika se nanaša predvsem na prepustnost membrane za mineralne ione in je posledica vsebnosti različnih tipov ionskih kanalov. Če vsebina ligandno odvisnih ionskih kanalov (vključno z postsinaptičnimi membranami) prevladuje v membrani telesa in dendritih nevrona, potem v membrani aksona, še posebej na področju presaditev Ranvierja, obstaja velika gostota napetostno odvisnih natrijevih in kalijevih kanalov.

Najmanjša polarizacija (približno 30 mV) ima membrano začetnega segmenta aksona. V predelih aksona, ki so bolj oddaljeni od celičnega telesa, je velikost transmembranskega potenciala okoli 70 mV. Nizka vrednost polarizacije membrane v začetnem segmentu aksona določa, da ima na tem področju membrano nevrona največjo vznemirljivost. Prav tu se postsinaptični potenciali, ki se pojavljajo na dendritni membrani in telesnem telesu zaradi transformacije informacijskih signalov v nevron v sinapse, širijo skozi membrano telesa nevrona z uporabo lokalnih krožnih električnih tokov. Če ti tokovi povzročijo depolarizacijo membranske gomile aksona do kritične ravni (E_do), se nevron odzove na dohodne signale iz drugih živčnih celic, tako da generira svoj akcijski potencial (živčni impulz). Nastali živčni impulz se nadalje izvaja vzdolž aksona do drugih živčnih, mišičnih ali žleznih celic.

Na membrani začetnega segmenta aksona so bodice, na katerih se tvorijo GABA-ergične zavore. Prejemanje signalov vzdolž teh sinapse iz drugih nevronov lahko prepreči nastanek živčnih impulzov.

Klasifikacija in vrste nevronov

Razvrstitev nevronov poteka tako z morfološkimi kot funkcionalnimi značilnostmi.

Po številu procesov se razlikujejo multipolarni, bipolarni in psevdounipolarni nevroni.

Z naravo povezav z drugimi celicami in funkcijo, ki jo opravljajo, se razlikujejo senzorični, interkalacijski in motorični nevroni. Senzorni nevroni se imenujejo tudi aferentni nevroni, njihovi procesi pa so centripetalni. Nevroni, ki opravljajo funkcijo prenosa signala med živčnimi celicami, se imenujejo interkalirani ali asociativni. Nevroni, katerih aksoni tvorijo sinapse na efektorskih celicah (mišice, žleze), se imenujejo motorični ali eferentni, njihovi aksoni se imenujejo centrifugalni.

Aferentni (občutljivi) nevroni zaznavajo informacije s senzoričnimi receptorji, jih pretvarjajo v živčne impulze in vodijo v živčne centre možganov in hrbtenjače. Tela občutljivih nevronov se nahajajo v hrbtenični in kranialni gangliji. To so psevdo-unipolarni nevroni, od katerih akson in dendrit odstopata od telesa nevrona skupaj in se nato ločita. Dendrit gre v periferijo do organov in tkiv v sestavi senzoričnih ali mešanih živcev, akson v sestavi posteriornih korenin pa je vključen v hrbtne roge hrbtenjače ali v sestavo lobanjskih živcev v možganih.

Vstavljeni ali asociativni nevroni opravljajo funkcije obdelave dohodnih informacij in zlasti zagotavljajo zaprtje refleksnih lokov. Tela teh nevronov se nahajajo v sivi snovi možganov in hrbtenjače.

Eferentni nevroni opravljajo tudi funkcijo obdelave vhodnih informacij in prenosa eferentnih živčnih impulzov iz možganov in hrbtenjače v celice izvršilnih (efektorskih) organov.

Integracijska aktivnost nevronov

Vsak nevron prejme veliko število signalov skozi številne sinapse, ki se nahajajo na njegovih dendritih in telesu, pa tudi preko molekularnih receptorjev plazemskih membran, citoplazme in jedra. Prenos signala uporablja veliko različnih vrst nevrotransmiterjev, neuromodulatorjev in drugih signalnih molekul. Očitno je, da mora biti nevron, da se oblikuje odziv na hkratni prihod več signalov, sposoben, da jih integrira.

Skupina procesov, ki zagotavljajo obdelavo dohodnih signalov in nastanek nevronskega odziva nanje, je vključena v koncept integrativne aktivnosti nevrona.

Zaznavanje in obdelava signalov, ki prihajajo na nevron, poteka ob sodelovanju dendritov, celičnega telesa in aksonskega nasipa nevrona (slika 4).

Sl. 4. Integracija nevronskih signalov.

Ena od variant njihove obdelave in integracije (seštevanja) je transformacija v sinapsah in seštevanje postsinaptičnih potencialov na membrani telesa in procesih nevrona. Zaznani signali se v sinapsah pretvarjajo v nihanje potencialne razlike postsinaptične membrane (postsinaptični potenciali). Glede na vrsto sinapse lahko sprejeti signal pretvorimo v majhno (0,5-1,0 mV) depolarizacijsko spremembo v potencialni razliki (EPSP - sinapsi so prikazani kot svetlobni krogi v diagramu) ali hiperpolarizirajoči (TPPS - sinapsi so prikazani kot črni na diagramu). kroge). Več signalov lahko hkrati prispe na različne točke nevrona, od katerih se nekatere pretvori v EPSP, druge pa v TPPS.

Ta nihanja potencialne razlike se razširjajo z lokalnimi krožnimi tokovi skozi nevronsko membrano v smeri aksonovega brega v obliki depolarizacijskih valov (v beli shemi) in hiperpolarizacije (v črni shemi), ki se nahajajo drug na drugega (siva območja). V tej superpoziciji se amplitude valov v eni smeri seštejejo, nasprotne pa se zmanjšajo (zgladijo). Takšna algebraična seštevek potencialne razlike na membrani se imenuje prostorska vsota (sl. 4 in 5). Rezultat tega seštevanja je lahko depolarizacija membranske gomile aksona in generiranje živčnih impulzov (primeri 1 in 2 na sliki 4) ali njegova hiperpolarizacija in preprečevanje nastopa živčnih impulzov (primeri 3 in 4 na sliki 4).

Za premik potencialne razlike membrane membranske gomile (okoli 30 mV) na E_do, depolarizirati ga je treba na 10-20 mV. To bo pripeljalo do odkritja potencialno odvisnih natrijevih kanalov, ki so v njem prisotni, in ustvarjanja živčnih impulzov. Od takrat, ko pride PD in se pretvori v EPSP, lahko depolarizacija membrane doseže do 1 mV in širjenje do aksonskega griča prihaja z dušenjem, da se ustvari živčni impulz, hkratni dotok v nevron preko ekscitatornih sinapsov 40-80 živčnih impulzov iz drugih nevronov in seštevek enako število ipsp.

Sl. 5. prostorsko in časovno seštevanje EPSP nevrona; a - BSPP na posamezni dražljaj; in - VPSP za večkratno stimulacijo iz različnih aferentov; c - I-VPSP za pogosto stimulacijo z enim živčnim vlaknom

Če v tem času določena količina živčnih impulzov doseže nevron preko inhibitornih sinaps, potem je njegova aktivacija in generacija odzivnega živčnega impulza možna ob hkratnem povečanju toka signalov skozi ekscitatorne sinapse. V pogojih, ko signali, ki prihajajo iz inhibitornih sinaps, povzročajo hiperpolarizacijo nevronske membrane, enako ali večjo od depolarizacije, ki jo povzročajo signali, ki prihajajo iz ekscitatornih sinaps, depolarizacija membrane aksonske gomile ne bo omogočila ustvarjanja živčnih impulzov in neaktivnosti.

Nevron opravi tudi začasno seštevanje signalov EPSP in TPPS, ki pridejo do njega skoraj sočasno (glej sliko 5). Spremembe razlike potencialov, ki so jih povzročile v skoraj sinaptičnih območjih, se lahko tudi algebraično povzamejo, kar se imenuje začasna vsota.

Vsak živčni impulz, ki ga ustvari nevron, in nevronska tišina torej vsebujeta informacije iz mnogih drugih živčnih celic. Značilno je, da večja je frekvenca signalov iz drugih celic v nevron, pogosteje se pojavijo odzivni živčni impulzi, ki jih akson pošlje v druge živčne ali efektorske celice.

Ker obstajajo natrijevi kanali v membrani telesa nevrona in celo njegovi dendriti (čeprav v majhnem številu), se akcijski potencial, ki se je pojavil na membrani aksona, lahko razširi na telo in del nevronskih dendritov. Pomen tega pojava ni dovolj jasen, vendar se predpostavlja, da potencial razširjenega delovanja trenutno zgladi vse lokalne tokove na membrani, izniči potencial in prispeva k učinkovitejšemu zaznavanju novih informacij s strani nevrona.

Molekularni receptorji so vključeni v transformacijo in integracijo signalov, ki prihajajo na nevron. Istočasno lahko njihova stimulacija z signalizacijskimi molekulami preko iniciacije (z G-proteini, drugi mediatorji) sproži spremembe stanja ionskih kanalov, transformacijo zaznanih signalov v nihanje potencialnih razlik v membrani nevrona, seštevanje in oblikovanje nevronskega odziva v obliki ustvarjanja ali zaviranja živčnega impulza.

Preoblikovanje signalov z metabotropnimi molekularnimi receptorji nevrona spremlja njegov odziv v obliki sprožitve kaskade znotrajceličnih transformacij. Odziv nevronov v tem primeru je lahko pospešitev splošne presnove, povečanje nastanka ATP, brez katerega ni mogoče povečati njegove funkcionalne aktivnosti. Z uporabo teh mehanizmov nevron združi sprejete signale za izboljšanje učinkovitosti svoje dejavnosti.

Intracelularne transformacije v nevronu, ki jih sprožijo prejeti signali, pogosto vodijo v povečanje sinteze proteinskih molekul, ki v nevronu delujejo kot receptorji, ionski kanali in nosilci. S povečanjem njihovega števila se nevron prilagodi naravi vhodnih signalov, povečuje občutljivost na pomembnejše in slabi - na manj pomembne.

Pridobitev številnih signalov s strani nevrona lahko spremlja ekspresija ali represija nekaterih genov, na primer, nadzor sinteze peptidnih neuromodulatorjev. Ker so dostavljeni na aksonske terminale nevrona in se uporabljajo v njih, da povečajo ali oslabijo učinek njegovih nevrotransmiterjev na druge nevrone, lahko nevron, kot odziv na signale, ki jih prejme, ima močnejši ali šibkejši učinek na druge živčne celice, ki jih nadzoruje. Glede na to, da lahko modulacijski učinek nevropeptidov traja dolgo časa, lahko tudi vpliv nevrona na druge živčne celice traja dolgo časa.

Tako lahko, zahvaljujoč zmožnosti integriranja različnih signalov, nevron zanje odzove z zelo širokim obsegom odgovorov, kar mu omogoča, da se učinkovito prilagodi naravi vhodnih signalov in jih uporabi za regulacijo funkcij drugih celic.

Nevronski tokokrogi

Nevroni CNS medsebojno vplivajo in tvorijo različne sinapse na mestu stika. Nastale nevronske pokojnine neprestano povečujejo funkcionalnost živčnega sistema. Najpogostejši nevronski tokokrogi so: lokalna, hierarhična, konvergentna in divergentna živčna vezja z enim vhodom (sl. 6).

Lokalne živčne kroge tvorijo dva ali več nevronov. V tem primeru bo eden od nevronov (1) dal svoje aksonsko zavarovanje nevronu (2), na svojem telesu tvoril aksosomatsko sinapso, drugi pa oblikovanje sinapse na telesu prvega nevrona z aksonom. Lokalne nevronske mreže lahko delujejo kot pasti, v katerih so živčni impulzi sposobni dolgo časa krožiti v krogu, ki ga tvori več nevronov.

Možnost dolgotrajnega kroženja vzbujalnega vala (živčnega impulza), ki je nastal zaradi prenosa v obročno strukturo, je eksperimentalno pokazal profesor I.A. Vetokhin v poskusih na živčnem obročku meduz.

Krožna cirkulacija živčnih impulzov vzdolž lokalnih nevronskih tokokrogov opravlja funkcijo preoblikovanja ritma vzbujanja, zagotavlja možnost dolgotrajnega vzbujanja živčnih centrov po prenehanju signalov do njih in sodeluje v mehanizmih shranjevanja dohodnih informacij.

Lokalne verige lahko opravljajo tudi zavorno funkcijo. Primer za to je ponavljajoča se inhibicija, ki se realizira v najpreprostejši lokalni nevralni verigi hrbtenjače, ki jo tvorita a-motoneuron in celica Renshaw.

Sl. 6. Najpreprostejši nevronski krogi centralnega živčnega sistema. Opis v besedilu

V tem primeru se vzbujanje, ki se je pojavilo v motornem nevronu, širi vzdolž veje aksona, aktivira celico Renshaw, ki zavira a-motorni nevron.

Konvergentne verige tvorijo več nevronov, od katerih eden (običajno eferent) konvergira ali konvergira aksone številnih drugih celic. Takšne verige so zelo razširjene v centralnem živčnem sistemu. Na primer, piramidni nevroni primarnega motornega korteksa zbirajo aksone mnogih nevronov v občutljivih poljih korteksa. Na motornih nevronah ventralnih rogov hrbtenjače se konvergirajo aksoni več tisoč občutljivih in interkaliranih nevronov različnih nivojev CNS. Konvergentne verige igrajo pomembno vlogo pri povezovanju signalov z eferentnimi nevroni in usklajevanjem fizioloških procesov.

Divergentne verige z enim vhodom oblikuje nevron z razvejanim aksonom, katerega veje tvorijo sinapso z drugačno živčno celico. Ti tokokrogi opravljajo funkcije hkratnega prenosa signalov od enega nevrona do mnogih drugih nevronov. To se doseže z močno razvejanostjo (tvorbo več tisoč vej) aksona. Takšni nevroni pogosto najdemo v jedrih reticularne tvorbe možganskega stebla. Zagotavljajo hitro povečanje razdražljivosti številnih delov možganov in mobilizacijo njegovih funkcionalnih rezerv.