Agyi neuronok

1. Komponens sejtek 2. Folyamatok 3. Metabolizmus egy neuronban 4. Mik az idegsejtek?

Az emberi idegrendszer információkat vesz és elemzi, reagál a belső és külső hatásokra, és szabályozza a test minden tevékenységét. Mindez a speciális sejteknek köszönhetően - komplex szerkezetű neuronoknak. Más nevük is van - neurociták..

Ebben a cikkben elmondjuk, mi a neuron, milyen funkciókat hajt végre, hogyan különböznek ezek a sejtek egymástól.

Alkotóelemek

A Neuron a következőkből áll:

• harcsa (átmérője 3–100 mikron);
• ágak.

A test (soma) felépítése magjait és magjait (a fehérje szintézisben résztvevő) organellákat tartalmazó mag és citoplazma képezi. Kívül két lipidrétegből álló héjjal van bevonva, amely lehetővé teszi a zsírban oldódó anyagok átjutását. A felszínen vannak azok a fehérjék, amelyek az idegsejtek számára szükségesek az irritáció érzékeléséhez. Magát a membránt fehérjék is átszúrják - integrálnak - ioncsatornákat képeznek.

A neurofibrillekből álló citoszkeleton az idegsejtben található. Funkciói között szerepel a neuron alakjának támogatása, az organellák és a neurotranszmitterek a szálak mentén mozognak.

A neuronokat külön csoportokba, együttesekbe, központokba, magokba egyesítik - az általuk elvégzett egyetlen tevékenység jelenléte révén. Az agykéregben, a kisagyban, az idegsejtek rétegeket képeznek, amelyek mindegyike egy meghatározott funkció alá van rendelve.

A neuronok között gliasejtek csoportjai vannak (neuroglia / glia). Ezek a teljes agymennyiség kb. 40% -át teszik ki. Az ilyen sejtek 3-4-szer kisebbek, mint az idegsejtek. Az emberekben az idegsejtek gliával való felváltásának folyamata az életkorral alakul ki..

Hajtások

A neuronok axonokkal (egy darab mennyiségben) és dendritekkel (egy vagy több) rendelkeznek.

axon

Ez a citoplazma hosszú kinövése. Ennek értelmében a testből érkező jelek a szervekre és más idegsejtekre vezetnek. Átmérője több mikron, és egy ember hossza több tíz centiméter. A növekedés a szomatától függ: sérülés esetén perifériás részei meghalhatnak, és a fő működik tovább.

Az axoplazma (axonális protoplazma) szerkezete arra utal, hogy a neurofibrillák (az idegsejtek támogató és ürítő funkcióit látják el), a mikrotubulusok (fehérjéből készült struktúrák), a mitokondriumok és az endoplazmatikus retikulum jelenléte. Az emberekben az axonokat egy mielin (pulpa) membrán borítja, és pulposus idegrostokat képeznek. Egy ilyen héjában oligodendrociták vannak, amelyek között apró részek vannak megszabadítva tőle. Akciópotenciáljuk van. Az impulzus fokozatosan terjedhet a cellulózrostokon keresztül - ennek következtében növekszik az információterjesztés sebessége.

dendritek

Rövid és elágazó folyamatok. A neuron ezen részei nélkülözhetetlenek a szinapszis kialakulásához, amelyek befolyásolják a neuront, és gerjesztik a szomatát. A dendriteknek, az axonokkal ellentétben, nincs myelin hüvelyük.

A dendritikus hálózat elágazásától és komplex felépítésétől függ, hogy hány bemenő jelet kap az idegsejt. A dendritek fő funkciója a szinapszis felületének növelése, ami lehetővé teszi az idegsejtbe belépő nagy mennyiségű információ integrálását. Ezen felül képesek létrehozni akciós potenciálokat, befolyásolni az ilyen potenciálok axonokban történő megjelenését.

Az impulzus átvitel a dendritből vagy a szomatából az axonba vezet. Az akciós potenciál létrehozása után az eredeti axonális részről visszakerül a dendritekbe. Amikor az axon a következő neuron sómájával artikulál, akkor a kapcsolatot axo-szomatikusnak nevezzük. Ha dendritekkel - axo-dendritikus, és másik neuron axonjával - axo-axonális.

Az axonok felépítése a terminálok - az úgynevezett végszakaszok - jelenlétére utal. Elágaznak és érintkezésbe kerülnek a test más sejtjeivel (izom, mirigy stb.). Az axonnak szinaptikus vége van - az a rész, amely érintkezésben van a célcellával. Az ilyen sejtek posztszinaptikus membránja a szinaptikus végződéssel együtt egy olyan szinapszát képez, amelyen keresztül gerjesztésre kerül, és amelynek következtében a sejtek kölcsönhatásba lépnek.

Hány kapcsolatot tud létrehozni egy neuron? Egy, az interakcióra képes idegsejt 20 000 kapcsolatot létesíthet.

Metabolizmus egy neuronban

Az idegsejt szerkezete fehérjék, zsírok és szénhidrátok jelenlétét is magában foglalja. Fő funkciójuk a sejt anyagcseréjének biztosítása, energia, műanyag forrás ehhez.

A tápanyagok vizes oldat formájában jutnak a sejtekbe. A metabolizmus termékeit ugyanazon oldat formájában távolítják el..

A fehérjéket információs és műanyag célokra szánják. A DNS a magban, az RNS a citoplazmában található. A fehérjék metabolizmusának intenzitása a magban magasabb, mint a citoplazmában. Ezt a folyamatot az új szerkezeti részekben (cortex) magas fehérjemegújulás jellemzi, ellentétben a régi részekkel (kisagy, gerincvelő).

A zsírok és zsíros anyagok energikus, műanyag anyagként szolgálnak. Nagy elektromos ellenállást biztosítanak a hús héjában. Anyagcseréjük lassú, és egy idegsejt gerjesztése (például fokozott mentális stressz, túlmunka esetén az embereknél) azzal fenyeget, hogy csökken a lipidek mennyisége.

A szénhidrátok a fő energiaforrás. A felvételkor a glükóz glikogénné, majd ismét glükózzá alakul. Nem mindig van elegendő glikogéntartalék az összes költség fedezésére, és ez ahhoz vezet, hogy a vérben található glükóz energiaforrássá válik az emberekben.

A neuron nátrium, magnézium, kalcium, kálium, réz, mangán sóit tartalmazza. Mindannyian részt vesznek a különféle enzimek aktiválásában..

Mik a neuronok?

Különböző osztályozások vannak.

A besorolás széles körben elterjedt a folyamatok száma, elhelyezkedése alapján.

1. A multipoláris neuronok a leginkább a központi idegrendszerben. Ezek sejtek egy axonnal és több dendrittel..
2. Az agy bipoláris idegsejtjei azok a sejtek, amelyeknek egy axonja van és mindegyik dendrit. A szem retinajában, a szagló hámszövetben és izzóban, hallómagban és a vestibulárisan található.

Más fajok találhatók a gerincvelőben (axon nélküli, ál-unipoláris).

A tudósok külön tükörneuronokat készítenek. Ezek olyan sejtek, amelyekben a gerjesztés nem csak a művelet végrehajtásakor jelentkezik, hanem akkor is, amikor egy másik személyt figyelnek meg annak végrehajtására (a kísérleteket eddig csak állatokon végezték). Ezen sejtek aktivitásának tanulmányozása ígéretes terület a biológiában: Úgy gondolják, hogy ezek a fő részei a nyelv tanulásának, egy másik ember cselekedeteinek és érzelmeinek megértésének folyamatában..

A függvénytől függően a cellákat fel kell osztani:

afferens

Felelősek a receptoroktól a központi idegrendszer felé történő jelzésért, vannak primer és másodlagos. Az első testek elhelyezkedése a gerincmagokban található. Ezek közvetlenül kapcsolódnak a receptorokhoz. A szoma másodlagos neuronok az optikai tuberkulusokban helyezkednek el, és a jel továbbításáért felelnek a fenti osztályok felé. Az ilyen neuronok közvetlenül nem kapcsolódnak receptorokhoz, hanem impulzusokat kapnak más neurocitáktól. Az ebbe a csoportba tartozó idegsejteket - érzékeny, szenzoros - receptornak is nevezhetjük.

A sejt reakciója 5 szakaszon megy keresztül:

1. a külső irritáció impulzusának átalakulása;
2. Érzékeny potenciálgenerálás
3. besugárzása az idegsejt mentén;
4. a generátor potenciáljának megjelenése;
5. idegjelek generálása.

Motor

Az effektív (motor, motor, centrifugális) impulzus továbbítja más szerveket és központokat. Például a végső agy motoros zónájának idegsejtjei - piramisok - jelet küldenek a gerincvelő motoros neuronjaihoz. A motoros neuronok fő jellemzője egy nagy hosszúságú axon, amely magas gerjesztési sebességgel rendelkezik. Az agykéreg különböző részeinek effektív idegsejtjei összekötik ezeket az osztályokat. Ezek az idegi kapcsolatok olyan intrahemiszférikus és interhemiszférikus kapcsolatokat biztosítanak, amelyek felelősek az agy működéséért a tanulás, a tárgy felismerése, a fáradtság stb..

Megkülönböztetjük az autonóm idegrendszer preganglionikus és postganglionikus motoros neuronjait. A szimpatikus régió preganglionikus neuronjai a gerincvelőben helyezkednek el, a parasimpatikus neuronok pedig a középső és a medulla oblongata területén helyezkednek el. A posztganglionikus a beidegzett szervek és az idegcsomók falában található. A preganglionikus axonok (több agyidegből állnak) szinapszisokat képeznek postagglionáris neuronokkal.

interneuronok

Az inszerciós neurociták (asszociatív, közbenső, interneuronok) kölcsönhatásba lépnek a sejtek között: feldolgozzák az érzékeny idegsejtektől kapott információkat, továbbítják azokat más közbenső vagy motoros neuronokhoz. Méretüknél kisebbek, mint efferens vagy afferentumok, orsó alakú, csillag alakú vagy kosár alakúak. Axonjaik rövidek, és a dendritikus hálózat kiterjedt.

Ezek a leggyakoribb sejtek az idegrendszerben (körülbelül 95%) és különösen az agyban (az agyi idegsejtek többsége beépítés). Az axonok terminálisai a központjuk idegsejtjein végződnek, ami biztosítja azok integrációját.

Az egyik típusú asszociatív neurocita más központoktól kap információt, majd elterjeszti a központ sejtjeibe. Az, hogy hány párhuzamos útvonalon vesz részt a jelátvitelben, befolyásolja az információ központjában történő tárolásának idejét és az impulzus erősítését.

Más beillesztett neurociták jelet kapnak saját központjuk motorjáról, majd visszajuttatják a saját központjukba. Így olyan visszajelzések alakulnak ki, amelyek lehetővé teszik az információk folyamatos tárolását.

A fék közbenső termékeket közvetlen impulzusok gerjesztik, amelyek a központjukba érkeznek, vagy ugyanazon központ visszacsatolását követő jelzések.

Emberekben és magasabb állatokban a mielinmembrán és a tökéletes anyagcseréje az idegrostok mentén zavaró gerjesztést biztosít. A mielinmentes kagylók nem képesek gyors kompenzációt nyújtani a gerjesztéshez szükséges energiafogyasztáshoz, ezért a jel terjedése tovább folytatódik, gyengülve. Ez jellemző az alacsony szervezett idegrendszerű állatokra..

Mint látható, az agyban lokalizált azonnali idegsejtek interneuronok, a többi (motoros, beleértve a preganglionikus, posztganglionikus és érzékeny primer és szekunder) az agy működését szabályozza azon kívül.

Egy idegsejt az idegrendszer és különösen az agy szerkezeti egysége. Az idegsejt összetett szerkezete biztosítja az információk fogadását, elemzését és továbbítását. A neuronok között szoros kapcsolat van, amely biztosítja a rendszer teljes mechanizmusának összehangolt működését. Az agyban a legtöbb a közbülső (megkülönböztetve funkcionális tulajdonságokkal) és a multipoláris neuronok (felépítésük szerint).

Neuronok - mi az. Az agyneuronok típusai és funkciói

Az irodalom hegyei az agyunk kimeríthetetlen lehetőségeiről szólnak. Nagyon sok információt képes feldolgozni, amelyet még a modern számítógépek sem tudnak megtenni. Sőt, az agy normál körülmények között megszakítás nélkül működik legalább 70–80 évig. És minden évben életének, és így az ember életének időtartama is növekszik.

Ennek a legfontosabb és leginkább titokzatos szervnek a hatékony működését elsősorban kétféle sejt biztosítja: idegsejtek és glia. Az idegsejtek felelősek az információk, a memória, a figyelem, a gondolkodás, a képzelet és a kreativitás fogadásáért és feldolgozásáért.

Neuron és szerkezete

Gyakran hallani, hogy egy ember szellemi képességeit a szürke anyag jelenléte garantálja. Mi ez az anyag, és miért szürke? Ennek a színnek az agykére van, mikroszkopikus sejtekből áll. Ezek olyan neuronok vagy idegsejtek, amelyek biztosítják az agyunk működését és az egész emberi test irányítását.

Hogy van az idegsejt?

Egy idegsejt, mint bármely élő sejt, magból és egy sejttestből áll, amelyet szoma néven hívnak fel. Maga a sejt mikroszkopikus - 3 és 100 mikron közötti. Ez azonban nem akadályozza meg, hogy a neuron a különféle információk valódi tárolója legyen. Minden idegsejt tartalmaz egy komplett gént - utasításokat a fehérjék előállításához. Néhány fehérje részt vesz az információ átadásában, mások védőhéjat hoznak létre a sejt körül, mások részt vesznek az emlékezet folyamatában, a negyedik a hangulat megváltoztatását stb..

Még a fehérjetermelés egyik programjának kis hibája is súlyos következményekhez, betegséghez, mentális rendellenességekhez, demenciához stb. Vezethet..

Mindegyik neuront gliasejtek védőmembránja veszi körül, szó szerint kitöltik a teljes intercelluláris teret, és az agy anyagának 40% -át teszik ki. A Glia vagy a gliasejtek kombinációja nagyon fontos funkciókat lát el: védi az idegsejteket a diszfunkcionális külső behatásoktól, ellátja az idegsejteket tápanyagokkal és megjeleníti életfunkcióik termékeit.

A gliasejtek őrzik a neuronok egészségét és integritását, ezért nem engedik sok idegen vegyi anyag bejutását az idegsejtekbe. Beleértve a drogokat. Ezért az agyi aktivitást fokozó különféle gyógyszerek hatékonysága teljesen kiszámíthatatlan, és az egyes személyekön eltérően hatnak.

Dendritek és axonok

A neuron összetettsége ellenére önmagában nem játszik jelentős szerepet az agy működésében. Ideges tevékenységünk, ideértve a mentális tevékenységet is, sok jel váltó neuron kölcsönhatásának eredménye. Ezen jelek, pontosabban a gyenge elektromos impulzusok vétele és továbbítása idegrostok segítségével történik.

Egy neuronnak több rövid (körülbelül 1 mm) elágazó idegrosta van - dendritje, úgynevezve, hogy hasonlítanak egy fához. A dendritek felelősek a többi idegsejtről érkező jelek fogadásáért. És az axon jelátadóként működik. Ez a rost a neuronban csak egy, de a hossza akár 1,5 méter is lehet. Az axonok és a dendritek segítségével az idegsejtek teljes idegi hálózatot alkotnak. És minél bonyolultabb a kapcsolatrendszer, annál nehezebb a mentális tevékenységünk.

Neuron munka

Az idegrendszerünk legbonyolultabb tevékenységének középpontjában a gyenge elektromos impulzusok cseréje áll a neuronok között. A probléma azonban az, hogy az egyik idegsejt axonja és a másik dendritjei nem kapcsolódnak egymáshoz, közöttük van egy hely, amelyet intercelluláris anyag tölt be. Ez az úgynevezett szinaptikus hasadék, és nem tudja legyőzni a jelét. Képzelje el, hogy két ember egymás kezét húzza, és alig ér el.

Ezt a problémát egy neuron egyszerűen megoldja. Egy gyenge elektromos áram hatására elektrokémiai reakció zajlik, és fehérje molekula - egy neurotranszmitter - képződik. Ez a molekula szintén átfedésben van a szinaptikus hasadékkal, egyfajta hídgá válva a jel átjutására. A neurotranszmitterek egy másik funkciót is ellátnak - megkötik az idegsejteket, és minél gyakrabban egy jel halad ezen az idegláncon, annál erősebb ez a kapcsolat. Képzelje el, hogy meghajol a folyón. Áthaladva egy ember kővet dob ​​a vízbe, majd minden következő utazó ugyanezt teszi. Az eredmény szilárd, megbízható átmenet.

Az idegsejtek közötti ilyen kapcsolatot szinapszisnak nevezik, és fontos szerepet játszik az agyi aktivitásban. Úgy gondolják, hogy még az emlékezetünk is a szinapszis eredménye. Ezek a kapcsolatok nagy sebességgel biztosítják az idegimpulzusok átvitelét - a jel a neuronok lánca mentén 360 km / h vagy 100 m / s sebességgel mozog. Meg tudja számítani, hogy mennyi ideig tart egy olyan ujjból származó jel, amelyet véletlenül tűvel szúrott be az agyba. Van egy régi rejtvény: "Mi a leggyorsabb dolog a világon?" Válasz: "Gondolat." És nagyon pontosan észrevette.

A neuronok típusai

A neuronok nem csak az agyban vannak, ahol kölcsönhatásba lépve képezik a központi idegrendszert. A neuronok testünk minden szervében, az izmokban és a bőr felületén lévő szalagokban találhatók. Különösen sokuk a receptorokban, azaz az érzékekben. Az idegsejtek elágazó hálózata, amely az egész emberi testre áthat, a perifériás idegrendszer, amely nem kevésbé fontos funkciókat lát el, mint a központi. A neuronok teljes sokfélesége három fő csoportra oszlik:

• Az idegsejtek az érzékszervektől információkat kapnak, és az idegrostok mentén lévő impulzusok formájában továbbítják az agyba. Ezeknek az idegsejteknek a leghosszabb axonjai vannak, mivel testük az agy megfelelő részében található. Szigorú specializáció áll fenn, és a hangjelek kizárólag az agy hallásos részébe érkeznek, szagokat - a szaglást, fényt - a látást stb..
• A közbenső vagy inszertációs neuronok részt vesznek az érzelmektől kapott információk feldolgozásában. Az információk kiértékelése után a közbenső neuronok irányítják a test perifériáján található érzékszerveket és izmokat.
• Az efferens vagy effektor idegsejtek ezt a parancsot a közbenső szervektől idegimpulzus formájában továbbítják a szervekre, izmokra stb..

A legbonyolultabb és legkevésbé érthető a közbenső neuronok munkája. Nem csak a reflex reakciókért felelnek, például például, ha elmozdítják a kezét a forró edénytől, vagy villognak, ha egy fény villog. Ezek az idegsejtek olyan összetett mentális folyamatokat biztosítanak, mint a gondolkodás, a képzelet, a kreativitás. És hogyan alakul át az idegimpulzusok azonnali cseréje a neuronok között élénk képekké, fantasztikus ábrákká, ötletes felfedezésekké és akár csak egy nehéz hétfőre gondolva? Ez az agy fő titka, amelynek megoldására a tudósok még nem is közel álltak.

Az egyetlen dolog, amit sikerült megtudni, az, hogy a mentális aktivitás különféle típusai kapcsolódnak a különféle neuroncsoportok aktivitásához. A jövő álmai, egy vers memorizálása, szeretteim észlelése, vásárlások mérlegelése - mindez tükröződik az agyunkban, mint az idegsejtek aktivitásának villogása az agykéreg különböző pontjain..

Neuron funkció

Tekintettel arra, hogy az idegsejtek biztosítják az összes testrendszer működését, az idegsejtek funkcióinak nagyon változatosnak kell lenniük. Sőt, mindegyiket még nem sikerült teljesen tisztázni. E funkciók sokféle osztályozása közül választunk egyet, amely a leginkább érthető és legközelebb áll a pszichológiai tudomány problémáira..

Információátviteli funkció

Ez a neuronok fő funkciója, amellyel mások is társulnak, bár nem kevésbé jelentősek. Ugyanez a funkció is a leginkább tanulmányozott. A szervekbe bejutó összes külső jel az agyba kerül, ahol feldolgozásra kerül. Ezután a parancsimpulzusok formájában történő visszacsatolás eredményeként az effektív idegrostok mentén kerülnek vissza az érzékekbe, az izmokba stb..

Az ilyen állandó információcsere nem csak a perifériás idegrendszer szintjén, hanem az agyban is előfordul. Az információcserét végző neuronok közötti kapcsolatok szokatlanul bonyolult idegi hálókat alkotnak. Képzelje csak el: az agyban legalább 30 milliárd neuron található, és mindegyikük akár 10 ezer kapcsolattal is rendelkezik. A 20. század közepén a kibernetika megpróbált olyan elektronikus számítógépet létrehozni, amely az emberi agy elvén működik. De nem sikerült - a központi idegrendszerben zajló folyamatok túl összetettek voltak.

Tapasztalati megtartó funkció

A neuronok felelősek azért, amit memóriának hívunk. Pontosabban, amint azt a neurofiziológusok megállapították, az idegi áramkörökön áthaladó jelek nyomainak megőrzése az agyi tevékenység egyfajta mellékhatása. A memória alapja ugyanazok a fehérjemolekulák - neurotranszmitterek, amelyek összekapcsolódó hidakként lépnek fel az idegsejtek között. Ezért nincs az agyban olyan külön osztály, amely az információk tárolásáért felelne. És ha trauma vagy betegség miatt az idegkapcsolatok megsemmisülnek, akkor az ember részlegesen elveszítheti memóriáját.

Integráló funkció

Ez az agy különböző részeinek kölcsönhatása. A továbbított és vett jelek azonnali „villogása”, az agykéreg fokozott izgalmának fókuszai - ez a kép, érzés és gondolat születése. A komplex idegi kapcsolatok, amelyek az agykéreg különféle szakaszaival kombinálódnak és az subkortikális zónába hatolnak, szellemi tevékenységünk eredménye. És minél több ilyen kapcsolat jön létre, annál jobb a memória és a hatékonyabb gondolkodásmód. Valójában minél inkább gondolkodunk, annál okosabbá válunk.

Fehérjetermelő funkció

Az idegsejtek aktivitása nem korlátozódik az információs folyamatokra. A neuronok valódi proteingyárak. Ezek azok a nagyon neurotranszmitterek, amelyek nemcsak a neuronok közötti „híd” funkcióját látják el, hanem óriási szerepet játszanak a test egészének működésében is. Jelenleg körülbelül 80 faj van ezekből a fehérjevegyületekből, amelyek különféle funkciókat látnak el:

• Norepinefrin, néha a düh vagy a stressz hormonja. Tonizálja a testet, javítja a teljesítményt, felgyorsítja a szívet, és felkészíti a testet a veszély elhárítására szolgáló azonnali fellépésre.
• A dopamin a testünk fő tonikja. Részt vesz minden rendszer revitalizálásában, beleértve az ébredést, a fizikai erőfeszítéseket, és pozitív érzelmi hangulatot teremt egészen eufóriáig.
• A szerotonin szintén a „jó hangulat” anyaga, bár nem befolyásolja a fizikai aktivitást.
• A glutamát egy olyan adó, amely a memória működéséhez szükséges, anélkül lehetetlen az információk hosszú távú tárolása.
• Az acetilkolin szabályozza az alvás és az ébredés folyamatait, és a figyelem fokozásához is szükséges.

A neurotranszmitterek, vagy inkább számuk befolyásolja a test egészségét. És ha bármilyen probléma merül fel ezen fehérjemolekulák előállításával, akkor súlyos betegségek alakulhatnak ki. Például a dopamin hiánya a Parkinson-kór egyik oka, és ha ezt az anyagot túl sok termelik, akkor skizofrénia alakulhat ki. Ha az acetilkolint nem állítják elő kielégítően, akkor nagyon kellemetlen Alzheimer-kór fordulhat elő, amelyet demencia kísér..

Az agyi neuronok kialakulása még az ember születése előtt megkezdődik, és a teljes felnőttés ideje alatt az idegkapcsolatok aktív kialakulása és komplikációja lép fel. Régóta azt hitték, hogy új idegsejtek nem léphetnek fel felnőttkorban, de haláluk folyamata elkerülhetetlen. Ezért a személyiség szellemi fejlődése csak az idegi kapcsolatok komplikációja miatt lehetséges. És még idős korban is mindenki a mentális képességek csökkenésére van ítélve..

A legújabb tanulmányok azonban megcáfolták ezt a pesszimista előrejelzést. A svájci tudósok bebizonyították, hogy van egy agyszakasz, amely felelős az új idegsejtek születéséért. Ez a hippokampusz, napi 1400 új idegsejtet termel. És te és én csak aktívabban vonhatjuk be őket az agyba, fogadhatunk és megérthetünk új információkat, ezáltal új idegi kapcsolatokat hozhatunk létre és bonyolíthatjuk az idegi hálózatot..

Agyneuronok: működik, mi van, hol van

Az idegi kapcsolatok száma az agy működésének mértékét tükrözi. A neuronok és az általuk létrehozott kapcsolatok felelősek a testben zajló összes fiziológiai folyamatért. Szabályozzák a belső szervek tevékenységét, mozgásba lépnek, a test minden részét erőszakkal működtetik, koordinálják a mentális folyamatokat és a memória működését.

Neurális agyelmélet

A neurális elmélet szerint a központi idegrendszer celluláris felépítésű. Az idegszövet sejtek - neuronok - a központi rendszer szerkezeti és funkcionális elemei. Attól függően, hogy pontosan hol helyezkednek el a neuronok az idegrendszerben, különböző funkciókat látnak el. Az agy egy jól szervezett szerv.

A parancs cellák vezérlik a végrehajtó cellákat. Az idegi aktivitás a rendszer elemei közötti kölcsönhatás eredménye. Az agyat alkotó neuronok a rendszer azon elemei, amelyek az irritációra adott reakciókat szervezik, ami a standard reflexek megjelenéséhez vezet.

A neuron jellemzése

A központi rendszer szerkezeti és funkcionális elemei gliasejtek és neuronok. Az első mennyiségileg uralkodik, bár nekik a kisegítő, másodlagos feladatok megoldását bízzák meg. A neuronok sok műveletet képesek végrehajtani. Kölcsönhatásba lépnek, kapcsolatokat alakítanak ki, veszik, feldolgozzák, kódolják és továbbítják az idegi impulzusokat, tárolnak információkat.

A Neuroglia az idegsejtekkel kapcsolatban támogató, megkülönböztető és védő (immunológiai) funkciót lát el, felelős táplálkozásáért. Az idegszövet egy részének károsodása esetén a gliasejtek pótolják az elveszett elemeket az agyszerkezet integritásának helyreállítása érdekében. A központi idegrendszerben a neuronok száma körülbelül 65-100 milliárd. Az agysejtek ideghálózatokat alkotnak, amelyek az emberi test minden részét lefedik..

Az adatátvitel a hálózaton belül impulzusok segítségével történik - elektromos kisülések, amelyeket az idegszövet sejtjei generálnak. Úgy gondolják, hogy az emberi agyban levő idegsejtek száma nem változik az élet során, ha nem veszi figyelembe a helyzetet, amikor bizonyos okok miatt (neurodegeneratív folyamatok, az agyszerkezetek mechanikai károsodása) meghalnak és számuk csökken..

Az idegszövet térségének visszafordíthatatlan károsodását neurológiai rendellenességek kísérik - görcsök, epilepsziás rohamok, csökkent tapintású észlelés, hallás és látás. Az ember elveszíti az érzés, beszélgetés, gondolkodás és mozgatás képességét. Az emberi intellektuális képességek fejlődését azonosítja az agy idegkapcsolatának növekedése állandó neuronszámmal.

Egy neuron úgy néz ki, mint egy rendes sejt, amely magból és citoplazmából áll. Fel van szerelve folyamatokkal - axonnal és dendritekkel. Egy axon felhasználásával az információ átkerül más cellákba. A dendritek információt kapnak más celláktól. Az axoplazmában (az idegsejt citoplazmájának azon része, amely az axonban található) az információkat továbbító anyagok szintetizálódnak - neurotranszmitterek (acetilkolin, katecholamin és mások).

A neurotranszmitterek kölcsönhatásba lépnek a receptorokkal, provokálva a gerjesztési vagy gátlási folyamatokat. A neuronok csoportokat, együtteseket, oszlopokat alkotnak, figyelembe véve az agy egy bizonyos részén található elhelyezkedést, attól függően, hogy hány és milyen funkciót hajtanak végre az emberi élet során. Például a kortikális struktúrák együttese több száz idegsejtből állhat, amelyek tartalmazzák:

1. Sejtek, amelyek jeleket vesznek a szubkortikális osztályoktól (például a talamusz magjaiból - szenzoros vagy motoros).
2. A cortex más részeiről jeleket fogadó cellák.
3. LAN cellák, amelyek függőleges oszlopokat alkotnak.
4. Sejtek, amelyek jeleket küldnek vissza a talamuszba, a kéreg más részeire, a limbikus rendszer elemeire.

A szinapszis az a hely, ahol bioelektromos érintkezés zajlik két elem között és az információ átadása az elektromos impulzus kémiai jellé, majd ismét elektromosá történő átalakításával. Hasonló átalakulások történnek a szinapszisban egy idegimpulzus átmenete során az presinaptikus membránon, a szinaptikus hasadékon és a posztszinaptikus membránon keresztül.

Az impulzus átvitel lehetséges az egyes idegsejtek vagy egy idegsejtek és egy effektor sejt között (egy szervsejt, amely egy jelben kódolt feladatot hajt végre). A szinapszisok osztályozása kritériumok alapján történő elválasztást foglalja magában:

• Elhelyezkedés (központi, perifériás rendszerek).
• Művelet típusa (gerjesztés, gátlás).
• A jelátvitelben részt vevő neurotranszmitter típusa (kolinerg, adrenerg, szerotonerg).

Az agyban található egy neuronban a szinapszisok száma eléri a 10 ezelt. A bioelektromos jel átviteli sebessége körülbelül 3-120 m / s. A szinaptikus transzmisszión kívül a jel továbbadásának egy másik módja is - a vér útján. A kódolt adatok mozgása annak a ténynek a következménye, hogy az idegrendszerek kötődnek az erekhez és neurohormonot választanak a vérbe.

A motoros aktivitásért felelős idegsejtek több ezer szinaptikus kapcsolatot hozhatnak létre. A dendriteken képződött szinapszisok kvantitatív módon dominálnak. Kevesebb szinaptikus kapcsolat alakul ki az axonokon. Egyes sejtek aktiválásának folyamatában mások gátlása következik be. Ennek eredményeként egy személy összpontosíthat egy adott gondolatra, vagy tetszőleges mozgást hajthat végre.

A neurociták típusai

A neurociták a neuronok második neve. A központi idegrendszer agyszerkezetein kívül a ganglionokban helyezkednek el, amelyek idegcsomók (az autonóm rendszerhez tartozó gerinc, agyidegek). Az elvégzett funkcióktól függően az idegszövet sejtjei érzékenyek, asszociatívak, effektorok, szekréciók. Az első az idegrendszer perifériás zónáitól veszi a jeleket.

Gyakrabban a jelek az agyba, a ritkábban az autonóm ganglion sejtjeibe irányulnak. Az érzékeny sejtek kicsik és nagyszámú dendritet tartalmaznak. Asszociatív vezetési jelek az ideghálózaton belül, összeköttetést biztosítva az érzékeny és effektor sejttípusok között. Az agyban (agy, gerincvelő) és az autonóm rendszerben helyezkednek el. Minden esetben olyan elemek, amelyek bezárják a reflex íveket (a szinapszák által összekapcsolt neuroncsoportok).

Effektor - ezek olyan motoros neuronok, amelyek az emberi test részeit mozgatják. Az effektor idegsejtek jeleket vezetnek a végrehajtó szervekre, ideértve a váz izmait is, ami meghatározza az emberi motoros aktivitást. Effektor - nagy cellák, durva, kevésbé elágazó folyamatokkal felszerelve. A szekréciós sejtek neurohormonokat termelnek.

Idegsejt funkció

Az agyban található neuronok egyfajta tudásbázis, amelyek elméletileg képesek befogadni és tárolni az emberiség évezredeken át felhalmozott összes információ mennyiségét. Az agy abszolút emlékszik az élet során kapott összes információra, amely a külső környezettel való kölcsönhatásra és az emberi testben zajló folyamatokra vonatkozik. Ugyanakkor az ember tetszőlegesen nem tudja kinyerni a memória béléből az összes adatot, amelyet az agy anyagában tárolnak. Neuron funkciók:

1. Az impulzusok vétele (fogadása). Az idegszövet sejtek bizonyos jeleket kapnak például az érzékszervektől (fény, hőmérséklet, szaglás, tapintható behatások) vagy más sejtektől.
2. A fiziológiai folyamatok vezérlése gerjesztéssel vagy gátlással. A jel fogadásakor az idegszövet egy sejtje reagál egy gerjesztett vagy gátolt állapotba való átmenettel.
3. Gerjesztés átvitel. Az izgalomban lévő jelek az idegsejt egyik részéről a folyamat egy másik részére továbbítódnak. Ilyen módon a továbbított jel 1,5 m távolságot fedhet le (például az oblongata medulla-tól a distalis lábakig).
4. Egy impulzus tartása. A jeleket továbbítják az egyik idegsejtből a másikba vagy az effektor (végrehajtó) szervekbe, amelyek tevékenységét reflexek szabályozzák - a test reakciója az ingerekre. Az effektorok közé tartozik a csontváz és a simaizom, az endokrin, az exokrin mirigyek..

Az idegsejtek károsodása ahhoz vezet, hogy elveszítik az elektromos impulzusok vezetési és kölcsönhatási képességét. Az idegrendszeri információcsere folyamatának megsértése az egész szervezet munkájának hibás működését idézi elő. Az ember elveszíti mozgásképességét, beszédét és beszédének érzékelését, érzését, emlékezését, gondolkodását.

Az idegi kapcsolatok értéke

J. Nicholls, A. Martin, B. Vallas, P. Fuchs idegtudósok által írt, „A neurontól az agyig” című könyvben az interneuron interakció fontossága, mint vezető tényező a személy magasabb szintű mentális funkcióinak kialakulásában és önfejlesztésében, tudományosan megalapozott..

A neurális kapcsolatok döntő szerepet játszanak az intelligencia kialakulásában és fejlődésében, a fenntartható szokások kialakulásában. Egy ember hatalmas idegsejtekkel és kevés kapcsolattal rendelkezik közöttük. A felnövekedés, az élet, a környező valósággal való kölcsönhatás, a tapasztalatgyűjtés során nő a kapcsolatok száma, ami meghatározza a személyiség szellemi és fizikai tulajdonságait, viselkedését és egészségi szintjét.

Az ember képes egész ideje alatt új idegi kapcsolatok létrehozására. A környező világ tárgyai az érzékekre hatnak, és agyi válaszokat okoznak. A folyamatosan működő neuronok körül egy réteg alakul ki - a mielinhüvely, amely javítja az idegrostok elektromos jelek vezetésének képességét. A mielinréteggel bevont sejtek fehérek, a bevonat nélküli szürkék, tehát a medulla szürke és fehér.

A külső ingerekre gyakorolt ​​fő reakciók 7 évvel alakulnak ki. Ebben a korban a mielintermelés csökken. A hét éves gyermek már tudja, hogy a tűz égési sérülést okoz, a gondatlan mozgások pedig esést okoznak. Megalakul a tudás fő erőforrása, amely az új idegi kapcsolatok kialakulásának lassulásával jár. A mielintermelés ismét nő a pubertás ideje alatt, amikor az ember mentális észlelése megváltozik.

A zseni gyakran gyermekkorban és serdülőkorban manifesztálódik, ami korrelál a megnövekedett myelintermeléssel és az erős, elágazó neurális hálózatok létrehozásával. A szinaptikus kapcsolatok száma (a különféle neuronok közötti interakciók) növekszik a tapasztalatok felhalmozódása és az új ismeretek megszerzése miatt. A neuronban új folyamatok alakulhatnak ki az aktív elektromos impulzusos stimuláció eredményeként.

A szinaptikus kapcsolatok növekedése nyomon követhető egy ember viselkedésében és reakciójában a külvilág körülményeihez és körülményeihez. Például egy kutya szerető kiértékeli a környező valóságot, figyelembe véve a négylábú háziállatokhoz való kötődést. A vallásos emberek a külvilág tárgyaihoz kapcsolódnak, magas erkölcsi elvekre támaszkodva. Ez jelzi a kapcsolat kialakulását két látszólag idegen ötlet között, és tükrözi az új szinaptikus kapcsolatok kialakulását.

Új idegi kapcsolatok létrehozása akkor lehetséges, ha valaki folyamatosan önfejlesztéssel foglalkozik - idegen nyelveket tanul, új ismereteket és készségeket elsajátít (festés, hímzés és kötés, irodalmi készség, sport, intellektuális játékok - sakk és dáma), új szakma elsajátítása, szokások megváltoztatása..

Az agynak olyan képzésre van szüksége, amely provokálja a dendritek növekedését és az idegszövet sejtjei közötti kölcsönhatások bővülését. A külvilág észlelése, a siker, az egészségi állapot, a hangulat, az elégedettség a társadalmi és az élet helyzetével általában a tudatunktól függ.

Neurális kapcsolatok révén a belső szervek munkája, a motoros aktivitás és a kognitív folyamatok ellenőrzésre kerülnek. Az idegi kapcsolatok szabályozzák az emberi viselkedést. Minél több idegi kapcsolat van, annál nagyobb az egyén szellemi és fizikai képessége.

Idegsejtek és idegszövet

Idegsejtek és idegszövet

Az idegszövet az idegrendszer fő szerkezeti eleme. Az idegszövet összetétele magában foglalja a magasan specializált idegsejteket - neuronokat és neuroglia sejteket, amelyek támogató, szekréciós és védő funkciókat végeznek.

Az idegsejt az idegszövet alapvető szerkezeti és funkcionális egysége. Ezek a cellák képesek információt fogadni, feldolgozni, kódolni, továbbítani és tárolni, kapcsolatokat létesíteni más cellákkal. A neuron egyedi jellemzői az, hogy képesek bioelektromos kisüléseket (impulzusokat) generálni és információkat továbbítani a folyamatokból az egyik sejtből a másikba speciális végződések - szinapszis segítségével.

Az idegrendszer működését megkönnyíti az átadó anyagok - neurotranszmitterek: acetilkolin, katecholaminok stb. Szintézise az axoplazmájában..

Az agyi neuronok száma megközelíti a 10 11-et. Egy neuronon akár 10 000 szinapszis lehet. Ha ezeket az elemeket információt tároló sejteknek tekintjük, megállapíthatjuk, hogy az idegrendszer 10 19 egységet képes tárolni. információ, azaz képes az emberiség összes felhalmozódott tudásának befogadására. Ezért az a gondolat, hogy az emberi agy emlékszik mindenre, ami történik a testben és a környezettel való kommunikációja során, igazolható. Az agy azonban nem tudja kinyerni a memóriából az összes benne tárolt információt..

Különböző típusú idegi szervezetek jellemzőek a különböző agyszerkezetekre. Az egyetlen funkciót szabályozó neuronok az úgynevezett csoportokat, együtteseket, oszlopokat és magokat alkotják.

A neuronok szerkezete és funkciója eltérő..

Szerkezetük szerint (a sejttestből kiinduló folyamatok számától függően) megkülönböztetjük az unipoláris (egy folyamattal), a bipoláris (két folyamattal) és a multipoláris (sok folyamattal) neuronokat.

Funkcionális tulajdonságaik alapján megkülönböztetik az aferens (vagy centripetalis) idegsejteket, amelyek gerjesztik a központi idegrendszer receptorait, az efferens, a motoros, a motor neuronokat (vagy a centrifugálást), továbbítják a gerjesztést a központi idegrendszerből a beidegzett szervbe, valamint az interkalált, kontakt vagy közbenső neuronokat, amelyek az afferent és az efferent összeköttetését szolgálják. neuronok.

Az érintett neuronok egypólusúak, testük a gerincvelőben helyezkedik el. A T-alakú sejt testéből kiinduló folyamat két ágra oszlik, amelyek egyike a központi idegrendszerre megy és axonként működik, a másik megközelíti a receptorokat, és hosszú dendrit.

A legtöbb efferens és intercalary neuron multipoláris (1. ábra). A multipoláris intercalary neuronok nagy számban helyezkednek el a gerincvelő hátsó szarvában, valamint a központi idegrendszer összes többi részében. Lehetnek bipolárisak, például retina neuronok, rövid elágazó dendrittel és hosszú axonnal. A motoneuronok elsősorban a gerincvelő elülső szarvában találhatók.

Ábra. 1. Az idegsejt felépítése:

1 - mikrotubulusok; 2 - egy idegsejt (axon) hosszú folyamata; 3 - endoplazmatikus retikulum; 4 - mag; 5 - neuroplazma; 6 - dendritek; 7 - mitokondriumok; 8 - magmag; 9 - mielin hüvely; 10 - Ranvier elhallgatása; 11 - az axon vége

neuroglia

A Neuroglia vagy glia az idegszövet sejtjeinek halmaza, amelyet különféle formájú speciális sejtek alkotnak.

R. Virkhov fedezte fel és nevezte neuroglia-nak, ami „idegragasztót” jelent. A neuroglia sejtek kitöltik a helyet az idegsejtek között, az agy térfogatának 40% -át teszik ki. A gliasejtek 3-4-szer kisebbek, mint az idegsejtek; emlősök központi idegrendszerében eléri a 140 milliárd embert. Az életkorral az embereknél az agyban a neuronok száma csökken, és a gliasejtek száma.

Megállapítást nyert, hogy a neuroglia kapcsolatban áll az idegszövet anyagcseréjével. Néhány neuroglia sejt olyan anyagokat választ ki, amelyek befolyásolják az idegsejt ingerlékenységét. Megfigyelték, hogy különféle mentális körülmények között ezen sejtek szekréciója megváltozik. A központi idegrendszer hosszú funkcionális folyamata az neuroglia funkcionális állapotával jár..

A gliasejtek típusai

A gliasejtek szerkezete és elhelyezkedése a központi idegrendszerben a következők:

• asztrociták (astroglia);
• oligodendrociták (oligodendroglia);
• mikrogliális sejtek (mikroglia);
• Schwann-sejtek.

A gliasejtek támogatják és védik az idegsejteket. Belépnek a vér-agy gát szerkezetébe. Az asztrociták a legszámszerűbb gliasejtek, amelyek kitöltik a neuronok közötti teret és lefedik a szinapszisokat. Megakadályozzák a szinaptikus hasadékból diffundáló neurotranszmitterek átterjedését a központi idegrendszerben. Az asztrociták citoplazmatikus membránjaiban vannak olyan neurotranszmitterek, amelyek aktiválása a membránpotenciál-ingadozások ingadozását és az asztrociták anyagcseréjének változásait okozhatja.

Az asztrociták szorosan körülveszik az agy véredényeinek kapillárisait, amelyek közöttük vannak az idegsejtekkel. Ezen az alapon úgy gondolják, hogy az asztrociták fontos szerepet játszanak az idegsejtek anyagcseréjében, szabályozva a kapillárisok permeabilitását bizonyos anyagok esetében.

Az asztrociták egyik fontos funkciója az, hogy képesek abszorbeálni a fölösleges K + ionokat, amelyek nagy idegi aktivitás esetén felhalmozódhatnak az intercelluláris térben. Az asztrociták szoros tapadásának területén kialakulnak a réscsatlakozók csatornái, amelyeken keresztül az asztrociták kicserélhetnek különféle kis ionokat, különösen K + ionokat. Ez növeli a K + ionok abszorpciójának lehetőségét. A K + ionok ellenőrizetlen felhalmozódása az interneuron térben növeli a neuronok ingerlékenységét. Így az asztrociták, amelyek az intersticiális folyadékból abszorbeálják a K + ionfelesleget, megakadályozzák az idegsejtek ingerlékenységének fokozódását és a fokozott idegi aktivitás gócok kialakulását. Az ilyen fókuszok megjelenése az emberi agyban azzal járhat, hogy neuronjaik idegimpulzusok sorozatát generálják, amelyeket konvulsív kisülésnek hívnak..

Az asztrociták részt vesznek az extraszinaptikus terekbe belépő neurotranszmitterek eltávolításában és megsemmisítésében. Így megakadályozzák a neurotranszmitterek felhalmozódását az interneuronális terekben, ami károsíthatja az agy működését.

A neuronokat és az asztrocitákat 15-20 mikron közötti, az intersticiális térnek nevezett intercelluláris hasadék választja el egymástól. Az intersticiális terek az agy térfogatának 12–14% -át foglalják el. Az asztrociták fontos tulajdonsága az, hogy képesek abszorbeálni ezeket az extracelluláris folyadékokat a szén-dioxidról, és ezáltal fenntartják az agy stabil pH-ját.

Az asztrociták részt vesznek az idegszövet és az agy erek, idegszövet és az agy membránjai közötti interfészek kialakításában az idegszövet növekedése és fejlődése során.

Az oligodendrocitákat kevés rövid folyamat jellemzi. Az egyik fő funkciójuk a központi idegrendszerben az idegrostok mielinhüvelyének kialakulása. Ezek a sejtek a neuronok testének közvetlen közelében helyezkednek el, de ennek a ténynek a funkcionális jelentősége nem ismert..

A Microglia sejtek a glia sejtek összes számának 5-20% -át teszik ki, és szétszórtak a központi idegrendszerben. Megállapítottam, hogy felületük antigénei megegyeznek a vér monocitáinak antigénjeivel. Ez jelzi eredetüket a mezodermából, az idegszövetbe való behatolást az embrionális fejlődés során és azt követő transzformációját morfológiailag felismerhető mikroglia sejtekké. Ebben a tekintetben úgy gondolják, hogy a mikroglia legfontosabb funkciója az agy védelme. Kimutatták, hogy az idegszövet károsodása esetén a fagocitikus sejtek száma növekszik a vér makrofágok és a mikroglia fagocitikus tulajdonságainak aktiválása miatt. Eltávolítják az elhalt idegsejteket, gliasejteket és azok szerkezeti elemeit, a fagocitózis idegen részecskéit.

A Schwann sejtek képezik a perifériás idegrostok myelin burkolatát a központi idegrendszeren kívül. Ennek a sejtnek a membránját többször körbeteszik az idegrosta körül, és a kapott mielinhüvely vastagsága meghaladhatja az idegrostok átmérőjét. Az idegrostok myelinált szakaszának hossza 1-3 mm. A köztük lévő hézagokban (Ranvier elfogja) az idegrostokat csak felületi membrán borítja, izgathatóan.

A mielin egyik legfontosabb tulajdonsága a magas elektromos ellenállás. Ennek oka a szfingomielin és más foszfolipidek magas tartalma a mielinben, amelyek áramszigetelő tulajdonságokat adnak neki. A mielinnel bevont idegrostok területein az idegimpulzusok generálása lehetetlen. Az idegimpulzusokat csak a Ranvier elhallgatási membránon generálják, amely nagyobb idegimpulzusokat biztosít a myelinizált idegrostokhoz, mint a nem myelinizált.

Ismeretes, hogy a myelin szerkezete könnyen megsérthető az idegrendszer fertőző, ischaemiás, traumás, mérgező károsodásaival. Ugyanakkor az idegrostok demielinizációs folyamata is fejlődik. Különösen gyakran a demielinizáció szklerózis multiplex betegséggel alakul ki. A demielinizáció eredményeként csökken az idegimpulzusok idegszálak mentén történő vezetési sebessége, csökken a receptorok és az idegsejtek közötti információ átjutásának az agyba sebessége a végrehajtó szervek felé. Ez csökkent szenzoros érzékenységet, mozgássérülést, belső szervek szabályozását és más súlyos következményeket okozhat..

A neuronok felépítése és működése

Egy idegsejt (idegsejt) a központi idegrendszer szerkezeti és funkcionális egysége.

Az idegrendszer anatómiai felépítése és tulajdonságai biztosítják alapvető funkcióinak teljesítését: az anyagcserét, az energiát, a különféle jelek észlelését és feldolgozását, a reakciók kialakulását vagy azokban való részvételét, az idegimpulzusok generálását és végrehajtását, az idegsejtek összekapcsolását az idegi körökbe, mindkettő egyszerű reflex reakciókat biztosítva. és magasabb szintű agyi funkciók.

A neuronok egy idegsejt testéből és folyamatokból állnak - axonból és dendritből.

Ábra. 2. A neuron felépítése

Idegsejttest

Az idegtest testét (perikarion, soma) és annak folyamatait egy idegmembrán borítja. A sejttest membránja különbözik az axon membránjától és dendrites különféle ioncsatornák, receptorok tartalmában, szinapszisok jelenlétében.

A neuroplazma a neuron testében helyezkedik el, és a magját membránok, durva és sima endoplazmatikus retikulum, a Golgi-készülék és a mitokondriumok határolják tőle. A neuronok sejtmagjának kromoszómái olyan fehérjék szintézisét kódoló gének sorozatát tartalmazzák, amelyek szükségesek a neuron testének felépítéséhez és funkcióinak megvalósításához, annak folyamatainak és szinapszisához. Ezek olyan fehérjék, amelyek az enzimek, a hordozók, az ioncsatornák, a receptorok és mások funkcióit látják el. Néhány fehérje a neuroplazmában játszik funkciókat, mások integrálódnak az organellák membránjaiba, a szóma és az idegsejtek folyamataiba. Néhányuk, például a neurotranszmitterek szintéziséhez szükséges enzimek, axonális transzport útján jutnak az axon terminálishoz. A sejttestben peptideket szintetizálnak, amelyek az axonok és a dendritek működéséhez szükségesek (például növekedési faktorok). Ezért egy ideg testének károsodásával folyamatainak degenerálódnak és megsemmisülnek. Ha a neuron test megmarad és a folyamat károsodik, akkor lassan regenerálódik (regenerálódik) és helyreállítja a denervált izmok vagy szervek beidegzését..

A fehérjeszintézis helye az idegsejtek testében egy durva endoplazmatikus retikulum (tigroid granulátum vagy Nissl test) vagy szabad riboszóma. Tartalmuk az idegsejtekben magasabb, mint a glia vagy a test más sejtjeiben. Sima endoplazmatikus retikulumban és Golgi készülékben a fehérjék megszerezik térbeli konformációjukat, szétválogatják és eljuttatják a sejttest szerkezetéhez, dendritekhez vagy axonhoz folyó áramlásokhoz.

Az idegsejtek számos mitokondriumában az oxidatív foszforiláció eredményeként ATP képződik, amelynek energiáját az idegsejtek életképességének fenntartására, az ionszivattyúk munkájára és az ionkoncentrációk aszimmetriájának fenntartására használják a membrán mindkét oldalán. Ezért a neuron állandó készen áll arra, hogy ne csak különféle jeleket fogadjon, hanem reagáljon rájuk is - idegimpulzusokat generál és felhasználja más sejtek működésének ellenőrzésére..

A sejttest membránjának molekuláris receptorai, a dendritek által képződött szenzoros receptorok és az epiteliális eredetű érzékeny sejtek részt vesznek a különféle jel neuronok általi észlelésének mechanizmusában. Más idegsejtekből származó jelek számos szinapszison keresztül elérhetik a neuront a dendriteken vagy a neuron gélen keresztül..

Idegsejt dendritek

A neurondendritek dendritikus fát alkotnak, amelynek elágazásának jellege és nagysága a többi neuronokkal való szinaptikus kapcsolatok számától függ (3. ábra). Számos szinapszis található idegrendszer dendritein, amelyeket más neuronok axonjai vagy dendritei képeznek.

Ábra. 3. Az interneuron szinaptikus kapcsolatai. A bal oldali nyilak jelzik az aferens jelek érkezését a dendritekbe és az interneuron testébe, jobbra - az interneuron efferentjeinek továbbterjedésének irányát más neuronokra.

A szinapszis lehet heterogén mind működésében (gátló, gerjesztő), mind az alkalmazott neurotranszmitter típusában. A szinapszisok kialakulásában részt vevő dendritikus membrán posztszinaptikus membránja, amely receptorokat (ligandfüggő ioncsatornákat) tartalmaz az ebben a szinapszisban alkalmazott neurotranszmitterhez.

Az gerjesztõ (glutamáterg) szinapszisok elsõsorban a dendritek felületén helyezkednek el, ahol vannak emelkedések vagy kinövések (1-2 mikron), amelyeket gerincnek hívnak. A gerincmembránban csatornák vannak, amelyek áteresztőképessége a transzmembrán potenciálkülönbségtől függ. Az intracelluláris jelátvitel másodlagos mediátorait, valamint a riboszómákat, amelyeken a szinaptikus jelek érkezésekor szintetizálják, a dendritek citoplazmájában találták a gerinc területén. A tüskék pontos szerepe ismeretlen, de nyilvánvaló, hogy növelik a dendritikus fa felületét a szinapszis kialakulásához. A tüskék egyidejűleg egy neuron struktúrája is a bemenő jelek fogadására és feldolgozására. A dendritek és a tüskék biztosítják az információ továbbítását a perifériáról a neuron testére. A köpenydendrit membrán polarizálódik az ásványi ionok aszimmetrikus eloszlása, az ionszivattyúk működése és az ioncsatornák jelenléte miatt. Ezek a tulajdonságok képezik a membrán-információk átvitelét helyi körkörös áramok formájában (elektrotonikusan), amelyek a posztszinaptikus membránok és az őket szomszédos dendritikus membránok között merülnek fel..

A helyi áramok, amikor a dendritikus membrán mentén terjednek, lebomlanak, de elég nagyokká válnak, hogy jeleket továbbítsanak a neurontest membránjára a szinaptikus bemenetek útján a dendritek felé. A dendritmembránban még nem fedeztek fel potenciálfüggő nátrium- és káliumcsatornákat. Nem rendelkezik ingerlékenységgel és képességgel az akciópotenciál létrehozására. Ismert azonban, hogy az axonrugó membránján fellépő akciós potenciál elterjedhet rajta. Ennek a jelenségnek a mechanizmusa ismeretlen..

Feltételezzük, hogy a dendritek és a tüskék a memóriamechanizmusokban részt vevő idegi struktúrák részei. A tüskék száma különösen nagy az agykéreg, a bazális ganglionok és az agykéreg idegsejtjeinek dendriteiben. A dendritikus fa területe és a szinapszisok száma az agykéreg egyes területein csökken.

Axon neuron

Az Axon egy idegsejt olyan folyamata, amely más sejtekben nem található meg. A dendritekkel ellentétben, amelyeknek száma egy neurononként eltér, az összes neuron axonja azonos. Hossza elérheti a 1,5 m-t is. Az axonnak a neuron testéből való kilépésének helyén vastagság van - az axon-tekercs plazmamembránnal borítva, amelyet hamarosan mielin borít. A myelin által feltárt axon-tekercs helyét kezdeti szegmensnek nevezzük. A neuronok axonjait a végső ágaikig egy mielinhüvely borítja, amelyet Ranvier elfogások szakítanak meg - mikroszkópos mielinmentes szakaszok (kb. 1 μm).

Az axon (myelinizált és nem myelinizált rost) teljes egészében egy kétrétegű foszfolipid membránnal van bevonva, amelybe beágyazott fehérjemolekulák az ionszállítás, a feszültségfüggő ioncsatornák stb. Funkcióját látják el. elsősorban az elfogások területén Ranvier. Mivel az axoplazmában nincs durva retikulum és riboszóma, nyilvánvaló, hogy ezeket a fehérjéket a neuron testében szintetizálják és axonális transzport útján továbbítják az axon membránhoz.

A neuron testét és axonját lefedő membrán tulajdonságai különböznek. Ez a különbség elsősorban az ásványi ionok membránáteresztő képességére vonatkozik, és a különféle típusú ioncsatornák tartalmának tudható be. Míg a ligandumfüggő ioncsatornák (ideértve a posztszinaptikus membránokat) tartalma uralkodik a test membránjában és az idegrendszer dendriteiben, addig az axonmembránban, különösen a Ranvier elfogások területén, nagy a sűrűség a feszültségtől függő nátrium- és káliumcsatornákban.

A legalacsonyabb polarizációs értéket (kb. 30 mV) a kezdeti axonszegmens membránja tartja. A sejttesttől távolabbi axon régiókban a transzmembrán potenciál körülbelül 70 mV. Az axon kezdeti szegmensének membránjának alacsony polarizációja lehetővé teszi, hogy a neuronmembrán a legnagyobb ingerlékenységet érje el ebben a régióban. Pontosan itt állnak fenn azok a posztszinaptikus potenciálok, amelyek a dendritek membránján és a sejttestnél az információs jeleknek a neuronba való átalakulása eredményeként szinapszisokban az idegtest testének membránján keresztül terjednek, körkörös elektromos áramok alkalmazásával. Ha ezek az áramok az axonhüvely membrán kritikus szintre (E_{nak nek}), akkor a neuron reagál a többi idegsejtből származó jelek érkezésére azáltal, hogy létrehozza akciópotenciálját (idegimpulzus). A kapott idegimpulzust ezután az axon mentén továbbítják más ideg-, izom- vagy mirigysejtekhez..

Az axon kezdeti szegmensének membránján tüskék vannak, amelyeken a GABA-ergikus gátló szinapszis alakul ki. A szinapszis jeleinek érkezése más idegsejtektől megakadályozhatja az idegimpulzusok kialakulását.

A neuronok osztályozása és típusai

A neuronokat morfológiai és funkcionális tulajdonságok alapján osztályozzuk..

A folyamatok száma alapján megkülönböztethetjük a multipoláris, bipoláris és pszeudo-unipoláris neuronokat.

A többi sejttel való kapcsolat és az elvégzett funkció jellege alapján megkülönböztetjük az érzékszervi, intersticiális és motoros neuronokat. A szenzoros idegsejteket is afferent neuronoknak nevezik, folyamataik centripetalusok. Azokat idegsejteket, amelyek az idegsejtek közötti jelátvitel funkcióját látják el, kaparálisoknak vagy asszociatívnak hívják. Azokat a neuronokat, amelyek axonjai szinapszist képeznek az effektor sejteken (izom, mirigy), motoros vagy efferens osztályba sorolják; axonjaikat centrifugálisnak nevezik.

Az érintett (érzékeny) idegsejtek az érzékelő receptorok által érzékelik az információkat, idegimpulzusokká alakítják át őket és az agy és a gerincvelő idegközpontjaiba vezetik. Az érzékeny neuronok teste a gerinc és a koponya ganglionjaiban helyezkedik el. Ezek pszeudo-unipoláris neuronok, amelyek axonja és dendritje együttesen távozik az ideg testétől, majd elválasztódnak. A dendrit az érzékeny vagy kevert idegek részeként jut a szervek és szövetek perifériájához, az axon pedig a hátsó gyökerek részeként a gerincvelő hátsó szarvába vagy az agy koponya idegeinek részeként lép be..

Az inszerciós vagy asszociatív neuronok a bejövő információk feldolgozásának funkcióit látják el, különös tekintettel a reflexívek bezárására. Ezen idegsejtek teste az agy és a gerincvelő szürke anyagában található..

Az effektív idegsejtek elvégzik a kapott információ feldolgozását és az effektív idegimpulzusok továbbítását az agyból és a gerincvelőből a végrehajtó (effektor) szervek sejtjeibe.

Egy neuron integrációs aktivitása

Minden neuron hatalmas mennyiségű jelet kap számos szinapszison, amelyek a dendritein és a testén helyezkednek el, valamint a plazmamembránok, a citoplazma és a sejtmag molekuláris receptoraival. A jelátvitel sokféle típusú neurotranszmittert, neuromodulátort és más jelátviteli molekulát használ. Nyilvánvaló, hogy a több jel egyidejű vételére adott válasz kialakulásához az idegsejteknek képesnek kell lenniük azok integrálására.

A bejövő jelek feldolgozását és az ezekre adott neuronok reakciójának kialakulását biztosító folyamatok egy neuron integrációs aktivitásának fogalmába beletartoznak.

A neuronba érkező jelek érzékelését és feldolgozását dendritek, a sejttest és az ideg axonhegyének részvételével végezzük (4. ábra).

Ábra. 4. Jelek integrálása egy neuron segítségével.

Feldolgozásuk és integrációjuk (összegzés) egyik lehetősége a szinapszisban bekövetkező transzformáció és a test membránján lévő posztszinaptikus potenciál és az idegsejtek folyamatainak összesítése. Az észlelt jeleket a szinapszisok során a posztszinaptikus membrán potenciálkülönbségének oszcillációjává alakítják (posztszinaptikus potenciálok). A szinapszis típusától függően a vett jel átalakítható kicsi (0,5-1,0 mV) potenciálkülönbség depolarizáló változássá (EPSP - a diagram szinapszisai fénykörökben vannak feltüntetve) vagy hiperpolarizálóvá (TPPS - a diagram szinapszisai feketével vannak ábrázolva). körök). A neuron különböző pontjain sok jel egyidejűleg érkezhet, amelyek egy része EPSP-be, mások TPPS-be alakul át..

Ezek a potenciálkülönbség-oszcillációk a körkörös áramok segítségével az neuronmembrán mentén, az axonrugó irányában terjednek, egymásba helyezett depolarizációs hullámok (a fehér színösszeállításban) és a hiperpolarizáció (a fekete színösszeállításban) formájában (a rendszer szürke szakaszai). Ebben az átfedésben az egyik irány hullámainak amplitúdói összeadódnak, míg az ellenkezője - csökken (sima). A membránon levő potenciálkülönbség ilyen algebrai összegzését térbeli összegzésnek nevezzük (4. és 5. ábra). Ennek az összegzésnek az eredménye lehet az axonhüvely membránjának depolarizációja és egy idegimpulzus generálása (1. és 2. eset a 4. ábrán), vagy annak hiperpolarizációja és egy idegimpulzus megakadályozása (3. és 4. eset a 4. ábrán)..

Annak érdekében, hogy az axonhüvely membrán potenciálkülönbségét (kb. 30 mV) E-re változtassuk_{nak nek}, 10-20 mV-os depolarizációval kell rendelkeznie. Ez a benne rejlő potenciálfüggő nátriumcsatornák felfedezéséhez és egy idegi impulzus generálásához vezet. Mivel az egyik PD beérkezése és az EPSP-be történő átalakítása során a membrándepolarizáció akár 1 mV-ig is elérhet, és az axonhüvelyre történő minden szaporodás csillapítással halad tovább, egy idegimpulzus generálásához más idegsejtekből 40-80 idegi impulzusok keletkeznek, és az idegsejtbe történő összegzés egyidejűleg szükségesek és az összegzés azonos mennyiségű EPSP.

Ábra. 5. Az EPSP térbeli és időbeli összegzése egy neuron által; a - EPSP egyetlen stimulushoz; és - EPSP többféle stimulációra különféle afferensektől; c - EPSP az egyetlen idegszálon keresztül történő gyakori stimulációhoz

Ha ebben az időben egy bizonyos mennyiségű idegimpulzus gátló szinapszis útján érkezik a neuronhoz, akkor aktiválása és válaszideg impulzus generálása lehetséges, miközben a gerjesztő szinapszisokon keresztül tovább növeli a jelbemenetet. Olyan körülmények között, amikor a gátló szinapszison átmenő jel a neuronmembrán hiperpolarizációját okozza, vagy azzal egyenlő vagy annál nagyobb, mint a gerjesztő szinapszison átmenő jel által okozott depolarizáció, az axongörgő membránjának depolarizációja lehetetlen, az ideg nem generál idegi impulzusokat és inaktívvá válik..

A neuron ezenkívül szinte egyidejűleg érkező EPSP és TPSC jelek ideiglenes összegzését is elvégzi (lásd 5. ábra). A potenciális különbség által a szinaptikus régiókban bekövetkező változások algebrai összefoglalása is elvégezhető, amelyet átmeneti összegzésnek hívunk..

Így minden ideg impulzus, amelyet egy neuron generál, valamint az ideg csendes periódusa, beiktatja a sok más idegsejttől kapott információt. Általában minél magasabb a más sejtekből egy idegbe érkező jel frekvenciája, annál nagyobb frekvenciát generál válaszideg impulzusokat, amelyeket axon küld más ideg- vagy effektorsejtekhez.

Mivel a neuron test membránjában és még annak dendritjeiben nátriumcsatornák is vannak (bár kevés számban), az axonhüvely membránján felmerült akciós potenciál kiterjedhet a testre és az idegsejtek egy része dendritekre. Ennek a jelenségnek a jelentősége nem elég egyértelmű, de feltételezzük, hogy a terjedési akciópotenciál pillanatra kiegyenlíti a membránon lévő összes helyi áramot, semmisíti meg a potenciált, és hozzájárul az új információk hatékonyabb észleléséhez az idegsejtben..

A molekuláris receptorok részt vesznek az idegbe érkező jelek átalakításában és integrációjában. Ugyanakkor, a jelző molekulák általi stimuláció révén az ioncsatornák állapotának megváltozása (G-fehérjék, második mediátorok) megváltozhat, az érzékelt jelek átalakulhatnak a neuronmembrán potenciálkülönbségének ingadozásává, összegezve és neuronválaszként képezve egy idegimpulzus vagy annak gátlása formájában..

A metabotróp molekuláris neuron receptorok általi szignálkonverzióhoz a válasz az intracelluláris transzformációk kaszkádjának kiváltásával jár. Egy idegválasz ebben az esetben az általános metabolizmus felgyorsulása, az ATP képződésének fokozódása lehet, amely nélkül lehetetlen növelni funkcionális aktivitását. E mechanizmusok alkalmazásával a neuron integrálja a vett jeleket, hogy javítsa saját tevékenységeinek hatékonyságát..

Az idegsejten belüli intracelluláris transzformációk, amelyeket a vett jelek kezdeményeznek, gyakran növelik a fehérjemolekulák szintézisét, amelyek a receptorok, az ioncsatornák és a hordozók funkcióit látják el a neuronban. A számuk növekedésével az idegrendszer alkalmazkodik a bejövő jelek jellegéhez, növeli az érzékenységet a jelentősebbekre és gyengíti a kevésbé jelentős.

Számos jelnek egy neuron általi fogadása bizonyos gének expresszióját vagy elnyomását kísérheti, például a peptid jellegű neuromodulátorok szintézisének szabályozásával. Mivel őket továbbítják a neuron axonvégpontjaiba, és felhasználják az idegtranszmittereik más neuronokra gyakorolt ​​hatásának fokozására vagy gyengítésére, a kapott jelre adott válaszként a neuron erősebb vagy gyengébb hatást gyakorolhat az általa irányított más idegsejtekre. Tekintettel arra, hogy a neuropeptidek moduláló hatása hosszú ideig tarthat, egy idegsejt más idegsejtekre gyakorolt ​​hatása is hosszú ideig tarthat..

Így, a különféle jelek integrálásának képességének köszönhetően, egy neuron finoman reagál rájuk széles választékban, lehetővé téve, hogy hatékonyan alkalmazkodjon a bejövő jelek természetéhez, és felhasználja azokat más sejtek funkcióinak szabályozására..

Neurális áramkörök

A CNS idegsejtek kölcsönhatásba lépnek, különféle szinapszisokat képezve az érintkezés helyén. Az így kapott idegi habok nagymértékben növelik az idegrendszer működését. A leggyakoribb idegi áramkörök a következők: helyi, hierarchikus, konvergens és divergens neurális áramkörök egy bemenettel (6. ábra).

A helyi idegi áramköröket kettő vagy több neuron alkotja. Ebben az esetben az (1) egyik neuron axonszármazékot ad a (2) neuronnak, axosomatikus szinapszist képezve a testén, a második pedig axonszinapist képez az elsõ neuron testén. A helyi ideghálózatok csapdákként szolgálhatnak, amelyekben az idegimpulzusok hosszú ideig képesek keringni több neuron által alkotott körben.

Az egyszer létrehozott gerjesztési hullám (idegimpulzus) hosszabb keringésének lehetősége a gyűrűszerkezet átvitelének köszönhetően, amelyet kísérletileg az I.A. professzor mutat be. Vetokhin a medúza ideggyűrűjén végzett kísérletekben.

Az idegimpulzusok körkörös keringése a helyi idegi körök mentén elvégzi a gerjesztés ritmusának átalakítását, lehetőséget biztosít az idegcentrumok hosszú távú gerjesztésére, miután a jelek nem érkeztek hozzájuk, és részt vesz a beérkező információk memorizálásának mechanizmusában..

A helyi áramkörök fékezési funkciót is végrehajthatnak. Erre példa a fordított gátlás, amely a gerincvelő legegyszerűbb helyi idegi körében valósul meg, amelyet egy motoros neuron és Renshaw sejt alkot..

Ábra. 6. A központi idegrendszer legegyszerűbb idegi áramkörei. Leírás szövegben

Ebben az esetben a motoros neuronban felmerülő gerjesztés az axonága mentén terjed, aktiválja a Renshaw sejtet, amely gátolja az a-motor neuront.

A konvergens láncokat több neuron alkotja, amelyek közül sok más sejt (általában efferens) axonjai konvergálnak vagy konvergálnak. Az ilyen láncok elterjedtek a központi idegrendszerben. Például a kéreg sok érzékeny mezőjének neuronjai axonjai konvergálnak a primer motoros kéreg pyramidális neuronjaira. A központi idegrendszer különféle szintjeinek érzékeny és interkalált neuronjainak ezrei konvergálnak a gerincvelő ventrális szarvának motoros neuronjaiba. A konvergens láncok fontos szerepet játszanak a jelek effektív neuronokkal történő integrálásában és a fiziológiai folyamatok összehangolásában..

Az egyik bemenettel rendelkező eltérő láncokat egy elágazó axonnal rendelkező neuron képezi, amelyek mindegyik ága szinapszist képez egy másik idegsejttel. Ezek az áramkörök elvégzik a jelek egyidejű továbbítását az egyik neuronról sok más neuronra. Ezt az axon erős elágazása (több ezer ág kialakulása) révén érjük el. Az ilyen idegsejtek gyakran megtalálhatók az agytörzs retikuláris képződésének magjában. Az agy számos részének ingerlékenységének gyors növekedését és funkcionális tartalékának mozgósítását biztosítják.