Zelta neirons: 10 iemesli, lai apbrīnotu jūsu smadzenes

Skleroze

Cilvēka ķermenis ir neticami sarežģīta un neskaidra sistēma, kas joprojām apgrūtina ārstus, pētniekus, neskatoties uz tūkstošiem medicīnisko zināšanu.

Tā rezultātā parādās dīvaini un dažreiz neticami fakti par mūsu ķermeni.

Smadzenes ir vissarežģītākā un vismazāk saprotamā cilvēku anatomijas daļa. Varbūt mēs par viņu daudz nezinām, bet šeit ir daži ļoti interesanti fakti, kas ir zināmi.

Impulsa ātrums smadzenēs

Nervu impulsi pārvietojas caur smadzenēm ar ātrumu 273 km stundā.

Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc jūs tik ātri reaģējat uz to, kas notiek jums apkārt? Kāpēc ievainotais pirksts uzreiz sāp? Tas ir saistīts ar nervu impulsu ārkārtīgi straujo kustību no smadzenēm uz ķermeņa daļām un otrādi. Rezultātā nervu impulsu reakcijas ātrums ir salīdzināms ar spēcīga luksusa sporta automobiļa ātrumu.

Smadzeņu enerģija

Smadzenes rada enerģiju, kas ir vienāda ar 10 vatu spuldzi. Karikatūras, kurās dedzināšanas procesa laikā virs galvas karājas spuldze, nav pārāk tālu no patiesības. Jūsu smadzenes rada tik daudz enerģijas, kā mazā spuldze patērē pat tad, kad jūs guļat.

Tikmēr smadzenes ir orgāns ar vislielāko enerģijas patēriņu. Tas aizņem no ķermeņa aptuveni 20% enerģijas, bet tas ir 2% no kopējā ķermeņa masas. Lielākā daļa šīs enerģijas tiek tērēta informācijas apmaiņai starp neironiem, kā arī starp neironiem un astrocītiem (šūnu tipu).

Smadzeņu atmiņa

Cilvēka smadzeņu šūnas var uzglabāt 5 reizes vairāk informācijas nekā britu vai citu enciklopēdiju.

Zinātnieki vēl nav noskaidrojuši galīgos skaitļus, bet aplēstā smadzeņu kapacitāte elektroniskā izteiksmē ir aptuveni 1000 terabaiti.

Piemēram, Lielbritānijas nacionālais arhīvs, kas satur vēsturiskus ierakstus par 900 gadiem, aizņem tikai 70 terabaitus. Tas padara cilvēka atmiņu iespaidīgi ietilpīgu.

Skābeklis smadzenēs

Jūsu smadzenes izmanto 20% no elpojamā skābekļa. Neskatoties uz mazo smadzeņu masu, tas patērē vairāk skābekļa nekā jebkurš cits cilvēka ķermeņa orgāns.

Tas padara smadzenes ļoti jutīgas pret skābekļa trūkuma izraisītiem bojājumiem. Tāpēc viņam patīk, kad jūs dziļi elpot.

Ja palielinās skābekļa ieplūde smadzenēs, tad tās smadzeņu zonas, kas nedarbojās ar vāju asins plūsmu un novecošanās procesu, sāks aktivizēties, un šūnu nāve palēnināsies.

Interesants fakts! Karotīdo artērijām ir zarojumi mazākajos kuģos galvaskausa iekšpusē, veidojot sarežģītu un pārsteidzošu kapilāru tīklu. Tie ir ļoti tievi asins tuneļi, kas nodrošina piekļuvi asinīm mazākajās smadzeņu daļās, nodrošinot nepieciešamo skaitu neironu un skābekļa.

Smadzeņu darbs sapnī

Smadzenes ir aktīvākas naktī nekā dienas laikā. Loģiski, mēs varam pieņemt, ka mēs veicam garīgos procesus, sarežģītus aprēķinus un uzdevumus darba dienas laikā, kas prasītu vairāk smadzeņu aktivitātes nekā, piemēram, guļot gultā.

Izrādās, ka ir pretējs. Tiklīdz jūs aizmigt, smadzenes turpina strādāt. Zinātnieki vēl nezina, kāpēc tas tā ir, bet visiem sapņiem mums vajadzētu būt pateicīgiem šim ķermenim.

Interesants fakts! Agrā bērnībā nav atšķirības starp miegu un modrību. Tas izskaidrojams ar domāšanas vietu smadzenēs. Bērnībā gandrīz visi domāšanas procesi norisinājās labajā puslodē. Bērns attēlus pazīst pasauli. Tāpēc bērna atmiņa ir līdzīga sapņiem viņu struktūrā.

Pieaugušo bērnu māca gatavas un noteiktas koncepcijas, ar ko mūsu smadzenes tiek nokautas. Tāpēc notiek mūsu smadzeņu asimetrija. Dienas darba laikā kreisā puslode ir pārslogota. Situācija izlīdzinās miega laikā, kad kreisā puslode „aizmigusi”, un pareizais sāk rīkoties aktīvi, ieplūstot mūs grafiskās domāšanas pasaulē.

Smadzeņu darbs sapņu laikā

Zinātnieki apgalvo, ka augstāks I.Q. cilvēks, jo vairāk viņš sapņo.

Tas, protams, var būt taisnība, taču nevajadzētu ņemt šo apgalvojumu par domu trūkumu, ja nevarat atcerēties savus sapņus. Lielākā daļa no mums neatceras daudzus sapņus. Galu galā, lielāko sapņu laiks, no kura mēs domājam tikai 2-3 sekundes, un tas ir tikai pietiekami, lai smadzenes tos novērstu.

Interesants fakts! Zinātnieki veica eksperimentu, kurā tika konstatēts, ka smadzenes ir daudz aktīvākas cilvēkiem, kad sapņo, un nav vērsta uz monotonu darbu.

Sapņošanas procesa sākumā liela daļa smadzeņu sāk strādāt. Tāpēc varam secināt, ka sapņi palīdz risināt visas svarīgās problēmas.

Neironu skaits smadzenēs

Neironu skaits smadzenēs turpina augt visā cilvēka dzīvē.

Daudzus gadus zinātnieki un ārsti uzskatīja, ka smadzenes un nervu audi nevar augt vai atjaunoties. Bet izrādījās, ka smadzenes darbojas tāpat kā daudzu citu ķermeņa daļu audi. Tāpēc neironu skaits var pastāvīgi augt.

Jūsu informācijai! Neironi ir jebkuras nervu sistēmas pamats. Tās ir īpašas šūnas, kurās trīskāršie procesi atšķiras visos virzienos, nonākot saskarē ar kaimiņu šūnām, kurām ir vienādi procesi. Tas viss veido milzīgu ķīmisko un elektrisko tīklu, kas ir mūsu smadzenes.

Tas ir neironi, kas ļauj smadzenēm veikt dažādas darbības daudz efektīvāk un ātrāk nekā jebkura radīta mašīna.

Smadzenes nejūt sāpes

Smadzenes pašas nespēj izjust sāpes. Lai gan smadzenes ir sāpju pārvaldības centrs, kad jūs sagriež pirkstu vai sadedzina to, tam nav sāpju receptoru un nejūtas sāpes.

Tomēr smadzenes ieskauj daudzi audi, nervi un asinsvadi, kas ir ļoti jutīgi pret sāpēm un var izraisīt galvassāpes.

Tomēr galvassāpes ir dažāda veida, un daudzu iemeslu dēļ nav skaidrs.

Cilvēka smadzenes un ūdens

80% smadzeņu veido ūdens. Jūsu smadzenes nav cieta pelēka masa, kas tiek rādīta televizorā. Tas ir mīksts un rozā audums, jo tur ir pulsējošs asinis un augsts ūdens saturs.

Tātad, ja jūtat slāpes par to, tas ir arī tāpēc, ka smadzenes prasa ūdeni.

Interesants fakts! Vidēji cilvēka smadzenes sver 1,4 kg un ir ļoti jutīgas pret ūdens zudumu. Ja smadzenes ir dehidrētas ilgu laiku, tad tās pareiza eksistence beigsies.

Smadzeņu neironi - struktūra, klasifikācija un ceļi

Neirona struktūra

Katra cilvēka ķermeņa struktūra sastāv no specifiskiem audiem, kas piemīt orgānam vai sistēmai. Nervu audos - neirons (neirocīts, nervs, neirons, nervu šķiedra). Kas ir smadzeņu neironi? Tā ir strukturāla funkcionāla vienība, kas ir smadzeņu daļa. Papildus neirona anatomiskai definīcijai ir arī funkcionāls - tas ir šūnas, ko ierosina elektriskie impulsi, kas spēj apstrādāt, uzglabāt un pārraidīt informāciju citiem neironiem, izmantojot ķīmiskos un elektriskos signālus.

Nervu šūnas struktūra nav tik sarežģīta, salīdzinot ar citu audu specifiskajām šūnām, tā arī nosaka tās funkciju. Neirocīts sastāv no ķermeņa (cits nosaukums ir soma), un procesi ir axon un dendrits. Katrs neirona elements veic savu funkciju. Soma ieskauj tauku slānis, kas ļauj šķīst tikai taukos šķīstošas ​​vielas. Ķermeņa iekšpusē ir kodols un citi organiļi: ribosomas, endoplazmatiskais retikulāts un citi.

Papildus pareizajiem neironiem smadzenēs dominē šādas šūnas, proti, glielu šūnas. Viņu funkcijas bieži tiek sauktas par smadzeņu līmi: glia veic papildu funkcijas neironiem, nodrošinot tiem vidi. Glial audi nodrošina nervu audu reģenerāciju, uzturu un palīdz radīt nervu impulsus.

Neironu skaits smadzenēs vienmēr ir ieinteresējis pētniekus neirofizioloģijas jomā. Tādējādi nervu šūnu skaits svārstījās no 14 miljardiem līdz 100. Jaunākie Brazīlijas ekspertu pētījumi atklāja, ka neironu skaits ir vidēji 86 miljardi šūnu.

Spīķi

Neirona rokās esošie rīki ir procesi, pateicoties kuriem neirons spēj pildīt raidītāja un informācijas turētāja funkcijas. Tie ir procesi, kas veido plašu nervu tīklu, kas ļauj cilvēka psihii atvērt visu savu godību. Ir mīts, ka cilvēka garīgās spējas ir atkarīgas no neironu skaita vai smadzeņu svara, bet tas tā nav: cilvēki, kuru smadzeņu lauki un apakšnozares ir augsti attīstījušies (vairāk nekā dažas reizes), kļūst par ģēnijiem. Šī laukuma dēļ atbildība par noteiktām funkcijām varēs veikt šīs funkcijas radošāk un ātrāk.

Axon

Axon ir garš process neironam, kas pārraida nervu impulsus no nerva somas uz citām šūnām vai orgāniem, ko inervē kāda nervu pīlāra daļa. Daba ir piešķīrusi mugurkaulniekiem bonusu - mielīna šķiedru, kuras struktūrā ir Schwann šūnas, starp kurām ir nelielas tukšas vietas - Ranviera pārtveršana. Uz tiem, kā uz kāpnēm, nervu impulsi pāriet no vienas vietas uz citu. Šī struktūra ļauj paātrināt informācijas pārsūtīšanu (līdz aptuveni 100 metriem sekundē). Elektriskā impulsa kustības ātrums caur šķiedru, kurai nav mielīna, vidēji ir 2-3 metri sekundē.

Dendrites

Vēl viens nervu šūnu procesu veids ir dendriti. Atšķirībā no garās un cietās ass, dendrīts ir īss un sazarots. Šis process nav iesaistīts informācijas nosūtīšanā, bet tikai tā saņemšanā. Tātad, ierosinājums nonāk neironu ķermenī ar īsu dendrītu zaru palīdzību. Dendrīta saņemtās informācijas sarežģītību nosaka tās sinapses (specifiskie nervu receptori), proti, tā virsmas diametrs. Dendrites, pateicoties milzīgajam to muguriņu skaitam, spēj izveidot simtiem tūkstošu kontaktu ar citām šūnām.

Metabolisms neironā

Nervu šūnu īpatnība ir vielmaiņa. Metabolisms neirocītos atšķiras ar tā lielo ātrumu un aerobo (skābekļa) procesu pārsvaru. Šī šūnas iezīme skaidrojama ar to, ka smadzeņu darbs ir ārkārtīgi energoietilpīgs, un tā skābekļa patēriņš ir augsts. Neskatoties uz to, ka smadzeņu svars ir tikai 2% no visa ķermeņa svara, tā skābekļa patēriņš ir aptuveni 46 ml / min, un tas ir 25% no kopējā ķermeņa patēriņa.

Galvenais smadzeņu audu enerģijas avots, papildus skābeklim, ir glikoze, kurā notiek sarežģītas bioķīmiskās transformācijas. Galu galā no cukura savienojumiem izdalās liels enerģijas daudzums. Tādējādi var atbildēt uz jautājumu, kā uzlabot smadzeņu nervu savienojumus: izmantot produktus, kas satur glikozes savienojumus.

Neirona funkcijas

Neskatoties uz relatīvi nesarežģīto struktūru, neironam ir daudzas funkcijas, no kurām galvenās ir šādas:

  • kairinājuma uztvere;
  • stimulēšanas terapija;
  • impulsu pārraide;
  • atbildes veidošana.

Funkcionāli neironi ir sadalīti trīs grupās:

Turklāt nervu sistēmā cita grupa ir funkcionāli atšķirīga - inhibē (atbild par šūnu ierosmes nomākšanu) nervus. Šādas šūnas novērš elektriskā potenciāla izplatīšanos.

Neirona klasifikācija

Nervu šūnas ir daudzveidīgas kā tādas, tāpēc neironus var klasificēt, pamatojoties uz to dažādajiem parametriem un atribūtiem, proti:

  • Virsbūves forma. Dažādu soma formu neirocīti atrodas dažādās smadzeņu daļās:
    • stellāts;
    • vārpstas formas;
    • piramīdas (Betz šūnas).
  • Pēc dzinumu skaita:
    • unipolārs: ir viens process;
    • bipolāri: divi procesi atrodas uz ķermeņa;
    • multipolārs: uz līdzīgu šūnu somas ir trīs vai vairāk procesi.
  • Neirona virsmas kontaktinformācija:
    • axo-somatisks. Šajā gadījumā aksons saskaras ar nervu audu blakus esošās šūnas somu;
    • axo-dendritisks. Šāda veida kontakts ietver axona un dendrīta savienojumu;
    • axo-axonal. Viena neirona axon ir savienojumi ar citas nervu šūnas axonu.

Neironu veidi

Lai veiktu apziņas kustības, ir nepieciešams, lai smadzeņu motora gyrus veidotais impulss spētu sasniegt nepieciešamos muskuļus. Tādējādi tiek izdalīti šādi neironu tipi: centrālais motoneurons un perifēra.

Pirmā veida nervu šūnas rodas no priekšējās centrālās girusa, kas atrodas lielākās smadzeņu vagas priekšā - Rolanda korpusā, proti, Betz piramīdās šūnās. Tālāk centrālā neirona asis iet dziļi puslodes un iet caur smadzeņu iekšējo kapsulu.

Perifēros motoru neirocītus veido muguras smadzeņu priekšējo ragu motoriskie neironi. To akoni sasniedz dažādus veidojumus, piemēram, plexus, mugurkaula nervu kopas un, vissvarīgāk, veicot muskuļus.

Neironu attīstība un augšana

Nervu šūnu izcelsme ir cilmes šūnā. Attīstoties, pirmie akoni sāk augt, dendrites nogatavojas nedaudz vēlāk. Neirocītu procesa attīstības beigās soma šūnā veidojas neliels neregulāras formas blīvējums. Šo veidošanos sauc par izaugsmes konusu. Tā satur mitohondrijas, neirofilamentus un tubulus. Pakāpeniski attīstās šūnas receptoru sistēmas un paplašinās neirocītu sinaptiskie reģioni.

Ceļi

Nervu sistēmai ir savas ietekmes sfēras visā ķermenī. Ar vadošo šķiedru palīdzību ir sistēmu, orgānu un audu nervu regulēšana. Smadzenes, pateicoties plašai ceļu sistēmai, pilnībā kontrolē katras ķermeņa struktūras anatomisko un funkcionālo stāvokli. Nieres, aknas, kuņģis, muskuļi un citi - tas viss pārbauda smadzenes, rūpīgi un rūpīgi koordinējot un regulējot katru milimetru audu. Un neveiksmes gadījumā tas labo un izvēlas piemērotu uzvedības modeli. Tādējādi, pateicoties ceļiem, cilvēka ķermenim ir raksturīga autonomija, pašregulācija un pielāgošanās spējas ārējai videi.

Smadzeņu ceļi

Ceļš ir nervu šūnu kopa, kuras funkcija ir apmainīties ar informāciju starp dažādām ķermeņa daļām.

  • Asociatīvās nervu šķiedras. Šīs šūnas savieno dažādus nervu centrus, kas atrodas tajā pašā puslodē.
  • Komisāru šķiedras. Šī grupa ir atbildīga par informācijas apmaiņu starp līdzīgiem smadzeņu centriem.
  • Projekcijas nervu šķiedras. Šī šķiedru kategorija savieno smadzenes ar muguras smadzenēm.
  • Exteroceptive veidi. Viņiem ir elektriskie impulsi no ādas un citiem sensoriem orgāniem uz muguras smadzenēm.
  • Proprioceptīvs. Šāda veida ceļi vada signālus no cīpslām, muskuļiem, saites un locītavām.
  • Interoceptīvie ceļi. Šīs trakta šķiedras ir radušās no iekšējiem orgāniem, asinsvadiem un zarnu trakta.

Mijiedarbība ar neirotransmiteriem

Dažādu vietu neironi sazinās savā starpā, izmantojot ķīmiskās dabas elektriskos impulsus. Tātad, kas ir viņu izglītības pamats? Ir tā saucamie neirotransmiteri (neirotransmiteri) - kompleksie ķīmiskie savienojumi. Uz akmens virsmas atrodas nervu sinapse - kontakta virsma. No vienas puses, pastāv presynaptiska plaisa un, no otras puses, postinaptiska plaisa. Starp tām ir plaisa - tā ir sinapse. Uz receptora presinaptiskās daļas ir maisiņi (vezikulas), kas satur noteiktu daudzumu neirotransmiteru (kvantu).

Kad impulss nonāk pie pirmās sinapses daļas, tiek uzsākts komplekss bioķīmiskais kaskādes mehānisms, kā rezultātā tiek atvērti maisi ar mediatoriem, un starpnieku vielu kvantā vienmērīgi ieplūst slotā. Šajā stadijā impulss pazūd un atkal parādās tikai tad, kad neirotransmiteri sasniedz postinaptisko plaisu. Tad bioķīmiskie procesi atkal tiek aktivizēti ar vārtu atvēršanu starpniekiem, un tie, kas darbojas uz mazākajiem receptoriem, tiek pārveidoti par elektrisko impulsu, kas iet tālāk nervu šķiedru dziļumā.

Tikmēr atšķiras šo neirotransmiteru grupas, proti:

  • Neirotransmiteru bremzēšana - vielu grupa, kam ir inhibējoša iedarbība uz ierosmi. Tie ietver:
    • gamma-aminoskābe (GABA);
    • glicīns.
  • Stimulējoši starpnieki:
    • acetilholīns;
    • dopamīns;
    • serotonīns;
    • norepinefrīns;
    • adrenalīns.

Vai tiek atjaunotas nervu šūnas?

Ilgu laiku tika uzskatīts, ka neironi nespēj sadalīties. Tomēr šis apgalvojums, saskaņā ar mūsdienu pētījumiem, izrādījās nepatiess: dažās smadzeņu daļās notiek neirocītu prekursoru neirogēzes process. Turklāt smadzeņu audiem piemīt izcila spēja neiroplastiskumā. Ir daudz gadījumu, kad veselīga smadzeņu daļa pārņem bojātās funkcijas.

Daudzi eksperti neirofizioloģijas jomā jautāja, kā atjaunot smadzeņu neironus. Ar nesenajiem amerikāņu zinātnieku veiktajiem pētījumiem izrādījās, ka savlaicīgai un pareizai neirocītu reģenerācijai nav nepieciešams izmantot dārgas zāles. Lai to izdarītu, jums ir nepieciešams veikt tikai pareizos miega modeļus un ēst pareizi, iekļaujot B vitamīnu un mazkaloriju pārtikā.

Ja ir smadzeņu nervu savienojumu pārkāpums, viņi spēj atgūt. Tomēr ir nopietnas neironu savienojumu un ceļu, piemēram, motoru neironu slimības, patoloģijas. Tad jums jāgriežas pie specializētas klīniskās aprūpes, kur neirologi var uzzināt patoloģijas cēloni un veikt pareizu ārstēšanu.

Cilvēki, kas iepriekš patērējuši vai dzer alkoholu, bieži uzdod jautājumu par to, kā pēc alkohola atjaunot smadzeņu neironus. Speciālists atbildētu, ka par to ir nepieciešams sistemātiski strādāt pie jūsu veselības. Darbību klāsts ietver līdzsvarotu uzturu, regulāru fizisko slodzi, garīgo darbību, pastaigas un ceļošanu. Ir pierādīts, ka smadzeņu nervu savienojumi attīstās, pētot un apsverot pilnīgi jaunu informāciju cilvēkiem.

Smadzenēs ar pārmērīgu informāciju, ātrās ēdināšanas tirgus esamību un sēdus dzīvesveidu, smadzenes ir kvalitatīvi pakļautas dažādiem bojājumiem. Ateroskleroze, trombotiskie veidojumi uz kuģiem, hronisks stress, infekcijas - tas viss ir tiešs ceļš uz smadzeņu aizsērēšanu. Neskatoties uz to, ir zāles, kas atjauno smadzeņu šūnas. Galvenā un populārā grupa ir nootropika. Šīs kategorijas preparāti stimulē vielmaiņu neirocītos, palielina izturību pret skābekļa trūkumu un pozitīvi ietekmē dažādus garīgos procesus (atmiņu, uzmanību, domāšanu). Papildus nootropikai, farmācijas tirgus piedāvā produktus, kas satur nikotīnskābi, asinsvadu stiprināšanas līdzekļus un citus. Jāatceras, ka smadzeņu nervu savienojumu atjaunošana, lietojot dažādas zāles, ir ilgs process.

Alkohola ietekme uz smadzenēm

Alkohols negatīvi ietekmē visus orgānus un sistēmas, un jo īpaši smadzenēs. Etilspirts viegli iekļūst smadzeņu aizsargjoslās. Alkohola metabolīts, acetaldehīds, ir nopietns apdraudējums neironiem: alkohola dehidrogenāze (alkohola pārstrādes enzīms aknās) apstrādā vairāk šķidruma, ieskaitot ūdeni no smadzenēm. Tādējādi alkoholiskie savienojumi vienkārši izžāvē smadzenes, no tām izvelk ūdeni, kā rezultātā notiek smadzeņu struktūru atrofija un šūnu nāve. Vienreizējas alkohola lietošanas gadījumā šādi procesi ir atgriezeniski, ko nevar apgalvot par hronisku alkohola lietošanu, kad papildus organiskām izmaiņām veidojas stabilas alkohola patoharakteroloģiskās iezīmes. Sīkāka informācija par to, kā "alkohola ietekme uz smadzenēm".

Neironi - kas tas ir. Smadzeņu neironu veidi un funkcijas

Par mūsu smadzeņu neizsmeļamajām iespējām rakstīt literatūras kalnus. Viņš spēj apstrādāt lielu daudzumu informācijas, ko pat mūsdienu datori nevar darīt. Turklāt normālos apstākļos smadzenes strādā bez pārtraukumiem 70-80 gadus vai ilgāk. Un katru gadu pieaug viņa dzīves ilgums un līdz ar to arī cilvēka dzīve.

Šī svarīgākā un daudzējādā ziņā noslēpumainā orgāna efektīvo darbu nodrošina galvenokārt divu veidu šūnas: neironi un glial. Tieši neironi ir atbildīgi par informācijas, atmiņas, uzmanības, domāšanas, iztēles un radošuma saņemšanu un apstrādi.

Neirons un tā struktūra

Bieži jūs varat dzirdēt, ka personas garīgās spējas garantē pelēkās vielas klātbūtni. Kāda ir šī būtība un kāpēc tā ir pelēka? Šai krāsai ir smadzeņu garoza, kas sastāv no mikroskopiskām šūnām. Tie ir neironi vai nervu šūnas, kas nodrošina mūsu smadzeņu darbību un visa cilvēka ķermeņa kontroli.

Kā notiek nervu šūnas

Neirons, tāpat kā jebkura dzīva šūna, sastāv no kodola un šūnu ķermeņa, ko sauc par somu. Pašas šūnas izmērs ir mikroskopisks - no 3 līdz 100 mikroniem. Tomēr tas neliedz neironam kļūt par reālu dažādu informācijas krātuvi. Katrā nervu šūnā ir pilns gēnu komplekts - instrukcijas proteīnu ražošanai. Daži proteīni ir iesaistīti informācijas nosūtīšanā, bet citi veido aizsargapvalku ap pašu šūnu, citi ir iesaistīti atmiņas procesos, ceturtā nodrošina garastāvokļa maiņu utt.

Pat neliela neveiksme vienā no dažu proteīnu ražošanas programmām var izraisīt nopietnas sekas, slimības, psihiskus traucējumus, demenci utt.

Katru neironu ieskauj gliemeņu šūnu aizsargapvalks, viņi burtiski aizpilda visu starpšūnu telpu un veido 40% no smadzeņu vielas. Glia vai glielu šūnu kolekcija veic ļoti svarīgas funkcijas: tā aizsargā neironus no nelabvēlīgām ārējām ietekmēm, piegādā barības vielas nervu šūnām un noņem vielmaiņas produktus.

Glial šūnas aizsargā neironu veselību un integritāti, tāpēc tās neļauj daudzu svešu ķīmisko vielu iekļūšanu nervu šūnās. Ieskaitot narkotikas. Tādēļ dažādu smadzeņu aktivitātes stiprināšanai paredzēto zāļu efektivitāte ir neparedzama, un katrai personai tie atšķiras.

Dendriti un akoni

Neskatoties uz neironu sarežģītību, tas pats par sevi nav nozīmīga loma smadzenēs. Mūsu nervu darbība, tostarp garīgā aktivitāte, ir daudzu neironu apmaiņas rezultāts, kas apmainās ar signāliem. Šo signālu uztveršana un pārraide, precīzāk, vāja elektrisko impulsu rašanās notiek ar nervu šķiedru palīdzību.

Neironā ir vairākas īsas (apmēram 1 mm) sazarotas nervu šķiedras - dendrites, kas nosauktas tāpēc, ka tās ir līdzīgas ar koku. Dendrites ir atbildīgas par signālu saņemšanu no citām nervu šūnām. Un kā signāla raidītājs darbojas axon. Šī neirona šķiedra ir tikai viena, bet tā var sasniegt garumu līdz 1,5 metriem. Savienojot ar aksoniem un dendritiem, nervu šūnas veido veselu neironu tīklu. Un jo sarežģītāka ir savstarpējo attiecību sistēma, jo grūtāk ir mūsu garīgā darbība.

Neirona darbs

Mūsu nervu sistēmas vissarežģītākās aktivitātes pamatā ir vāju elektrisko impulsu apmaiņa starp neironiem. Bet problēma ir tā, ka sākotnēji viena nervu šūnas un citu dendrītu akoni nav savienoti, starp tiem ir telpa, kas piepildīta ar starpšūnu vielu. Tā ir tā sauktā sinaptiskā plaisa, un tā nevar pārvarēt tās signālu. Iedomājieties, ka divi cilvēki izstiep savus rokus viens pret otru un nesasniedzas.

Šo problēmu vienkārši atrisina neirons. Vājas elektriskās strāvas ietekmē notiek elektrochemiska reakcija un veidojas proteīnu molekula, neirotransmiters. Šī molekula pārklājas ar sinaptisko plaisu, kļūstot par sava veida tiltu signālam. Neirotransmiteri veic citu funkciju - tie savieno neironus, un jo biežāk signāls ceļo pa šo nervu ķēdi, jo spēcīgāks tas ir savienojums. Iedomājieties, ka pāri upei ir pavērsiens. Iet caur to, cilvēks met akmeni ūdenī, un tad katrs nākamais ceļotājs to dara. Rezultāts ir stabila, uzticama pāreja.

Šādu saikni starp neironiem sauc par sinapsi, un tai ir svarīga loma smadzeņu darbībā. Tiek uzskatīts, ka pat mūsu atmiņa ir sinapses darba rezultāts. Šie savienojumi nodrošina lielāku nervu impulsu kustības ātrumu - signāls gar neironu ķēdi pārvietojas ar ātrumu 360 km / h vai 100 m / s. Jūs varat aprēķināt, cik ilgi signāls no pirksta, ko jūs nejauši iekarinājāt ar adatu, nonāk smadzenēs. Ir vecs noslēpums: "Kas ir visstraujāk lieta pasaulē?" Atbilde: "Doma." Un tas bija ļoti skaidri pamanīts.

Neironu veidi

Neironi ir ne tikai smadzenēs, kur tie mijiedarbojas, veido centrālo nervu sistēmu. Neironi atrodas visos mūsu ķermeņa orgānos, muskuļos un saišķos uz ādas virsmas. Īpaši daudz no tiem ir receptoros, tas ir, jutekļos. Plašais nervu šūnu tīkls, kas iekļūst visā cilvēka organismā, ir perifēro nervu sistēma, kas darbojas tikpat svarīga kā centrālā. Neironu daudzveidība ir sadalīta trīs galvenajās grupās:

  • Affektoru neironi saņem informāciju no jutekļu orgāniem un impulsu veidā gar nervu šķiedrām piegādā to smadzenēm. Šīm nervu šūnām ir garākie asis, jo to ķermenis atrodas attiecīgajā smadzeņu daļā. Pastāv stingra specializācija, un skaņas signāli dodas tikai uz smadzeņu dzirdes daļu, smaržo - ar ožu, gaismu - uz vizuālo utt.
  • Starpposma vai starpkultūru neironi apstrādā informāciju no aģenti. Pēc informācijas novērtēšanas starpposma neironi pavada jutekļus un muskuļus, kas atrodas mūsu ķermeņa perifērijā.
  • Efferent vai efektora neironi šo komandu pārraida no starpprodukta nervu impulsa veidā orgāniem, muskuļiem utt.

Sarežģītākais un vismazāk saprotamais ir starpposma neironu darbs. Viņi ir atbildīgi ne tikai par refleksa reakcijām, piemēram, izņemot roku no karstas pannas vai mirgo ar gaismas zibspuldzi. Šīs nervu šūnas nodrošina tādus sarežģītus garīgus procesus kā domāšana, iztēle, radošums. Un kā tūlītēja nervu impulsu apmaiņa starp neironiem pārvēršas spilgtos attēlos, fantastiskos gabalos, izcilos atklājumos vai vienkārši pārdomās par cieto pirmdienu? Tas ir galvenais smadzeņu noslēpums, kuram zinātnieki nav pat tuvu.

Vienīgais, kas spēja noskaidrot, ka dažāda veida garīgās aktivitātes ir saistītas ar dažādu neironu grupu darbību. Nākotnes sapņi, dzejnieka iegaumēšana, mīļotā uztvere, domāšana par pirkumiem - tas viss ir atspoguļots mūsu smadzenēs kā nervu šūnu aktivitātes mirgošana dažādos smadzeņu garozas punktos.

Neirona funkcijas

Ņemot vērā, ka neironi nodrošina visu ķermeņa sistēmu darbību, nervu šūnu funkcijām jābūt ļoti atšķirīgām. Turklāt tie vēl nav pilnībā saprotami. Starp dažādām šo funkciju klasifikācijām mēs izvēlēsimies to, kas ir saprotamākais un tuvāks psiholoģijas zinātnes problēmām.

Informācijas pārsūtīšanas funkcija

Šī ir neironu galvenā funkcija, kas ir saistīta ar citu, bet ne mazāk nozīmīgu. Tāda pati funkcija ir visvairāk pētīta. Visi ārējie signāli orgāniem nonāk smadzenēs, kur tie tiek apstrādāti. Un pēc tam atgriezeniskās saites rezultātā, komandu impulsu veidā, tie tiek pārnesti caur efferentām nervu šķiedrām atpakaļ uz jutekļu orgāniem, muskuļiem utt.

Šāda pastāvīga informācijas aprite notiek ne tikai perifērās nervu sistēmas līmenī, bet arī smadzenēs. Savienojumi starp neironiem, kas apmainās ar informāciju, veido neparasti sarežģītus neironu tīklus. Iedomājieties: smadzenēs ir vismaz 30 miljardi neironu, un katram no tiem var būt līdz pat 10 tūkstošiem savienojumu. 20. gadsimta vidū kibernētika mēģināja izveidot elektronisku datoru, kas darbotos uz cilvēka smadzeņu principa. Bet tie neizdevās - centrālajā nervu sistēmā notiekošie procesi izrādījās pārāk sarežģīti.

Pieredzes saglabāšanas funkcija

Neironi ir atbildīgi par to, ko mēs saucam par atmiņu. Precīzāk, tā kā neirofiziologi ir noskaidrojuši, signālu, kas iet caur nervu ķēdēm, saglabāšana ir savdabīga smadzeņu darbības blakusparādība. Atmiņas pamatā ir ļoti olbaltumvielu molekulas - neirotransmiteri, kas rodas kā savienojošais tilts starp nervu šūnām. Tāpēc nav īpašas smadzeņu nodaļas, kas atbild par informācijas uzglabāšanu. Un, ja traumas vai slimības rezultātā notiek neironu savienojumu iznīcināšana, tad persona var daļēji zaudēt atmiņu.

Integratīvā funkcija

Tā ir mijiedarbība starp dažādām smadzeņu daļām. Instant "mirgo" pārraidītajiem un saņemtajiem signāliem, karstajiem punktiem smadzeņu garozā - tas ir tēlu, jūtu un domas dzimšana. Mūsu garīgās aktivitātes rezultāts ir kompleksie neironu savienojumi, kas savstarpēji apvieno smadzeņu garozas dažādās daļas un iekļūst subortikālajā zonā. Jo vairāk rodas šādi savienojumi, jo labāk atmiņa un produktīvāka domāšana. Patiesībā, jo vairāk mēs domājam, jo ​​gudrāk mēs kļūsim.

Olbaltumvielu ražošanas funkcija

Nervu šūnu darbība neaprobežojas tikai ar informācijas procesiem. Neironi ir reālas proteīnu rūpnīcas. Tie ir tie paši neirotransmiteri, kas ne tikai darbojas kā „tilts” starp neironiem, bet arī spēlē lielu lomu mūsu ķermeņa funkcionēšanas regulēšanā kopumā. Pašlaik ir aptuveni 80 šo proteīnu savienojumu sugas, kas veic dažādas funkcijas:

  • Norepinefrīns, ko dažreiz sauc par dusmas vai stresa hormoniem. Tas tonizē ķermeni, uzlabo veiktspēju, padara sirdi ātrāku un sagatavo ķermeni tūlītējai rīcībai, lai novērstu briesmas.
  • Dopamīns ir galvenais ķermeņa toniks. Viņš ir iesaistīts visu sistēmu revitalizācijā, tostarp pamošanās laikā, fiziskās slodzes laikā un rada pozitīvu emocionālu stāvokli līdz pat euforijai.
  • Serotonīns ir arī „laba garastāvokļa” viela, lai gan tas neietekmē fizisko aktivitāti.
  • Glutamāts ir atmiņā darbībai vajadzīgais raidītājs, bez kura nav iespējams ilgstoši uzglabāt informāciju.
  • Acetilholīns pārvalda miega un pamošanās procesus, un tas ir nepieciešams arī uzmanības aktivizēšanai.

Neirotransmiteri, precīzāk, to skaits ietekmē ķermeņa veselību. Un, ja rodas problēmas ar šo olbaltumvielu molekulu ražošanu, tad var attīstīties nopietnas slimības. Piemēram, dopamīna deficīts ir viens no Parkinsona slimības cēloņiem, un, ja šī viela tiek ražota pārāk daudz, tad var attīstīties šizofrēnija. Ja acetilholīns nav pietiekami saražots, tad var rasties ļoti nepatīkama Alcheimera slimība, ko papildina demence.

Smadzeņu neironu veidošanās sākas pat pirms cilvēka dzimšanas, un visā nobriešanas periodā notiek aktīva nervu savienojumu veidošanās un komplikācija. Ilgu laiku tika uzskatīts, ka pieaugušā cilvēka jaunās nervu šūnas nevar parādīties, bet viņu izzušanas process ir neizbēgams. Tāpēc personības garīgā attīstība ir iespējama tikai nervu savienojumu sarežģījumu dēļ. Un tad vecumdienās ikviens ir nolemts samazināt garīgās spējas.

Taču nesenie pētījumi atspēko šo pesimistisko prognozi. Šveices zinātnieki ir pierādījuši, ka ir smadzeņu reģions, kas ir atbildīgs par jaunu neironu rašanos. Tas ir hipokamps, tas katru dienu rada līdz 1400 jaunu nervu šūnu. Un jūs un es varam tikai aktīvāk iesaistīt viņus smadzeņu darbā, saņemt un saprast jaunu informāciju, tādējādi radot jaunus nervu savienojumus un sarežģot neironu tīklu.

Kāds ir cilvēka smadzeņu ātrums?

Ir zināms, ka daudzi miljoni cilvēku smadzeņu šūnu pastāvīgi „sazinās” savā starpā. Saskaņā ar zinātnieku atklājumiem, bioķīmiskie signāli tiek izmantoti, lai nodrošinātu komunikāciju starp smadzeņu neironiem. Nervu šūnu "valoda" ir mērķtiecīgu un intensīvu pētījumu un pētījumu objekts, bet jau ir pierādīts, ka neironi pārraida signālus viens otram vienlaicīgi un ar lielu ātrumu. Lai novērtētu, cik ātri smadzenes saņem un apstrādā informāciju, tika ņemti vērā sekojoši parametri: neironu (smadzeņu šūnu) skaits, cik ātri neironi “dzin” un cik daudz šāda veida ir savienoti. Saskaņā ar pētījumu rezultātiem cilvēkiem aptuveni 100 miljardi smadzeņu šūnu. saskaņā ar aptuvenām aplēsēm neirons ik pēc 5 milisekundēm, kas ir aptuveni 200 reizes sekundē, sazinās ar savu kaimiņu (izlaiž ķīmiskos, fizioloģiskos pētījumus). Savstarpēji saistīto neironu skaits ir aptuveni 1000. Pēc zinātnieku domām, izrādās, ka ar katru neirona aktivāciju tā impulss sasniedz tūkstošus citu neironu un tālāk pa ķēdi. Rezultāts ir šāds rezultāts: 100 miljardi (neironu skaits) x 200 (otrā veiktspēja) x 1000 (savienojumu skaits) = smadzeņu ātrums, kas vienāds ar 20 kvadriljonu operācijām sekundē. Protams, visi aprēķini ir nosacīti un aptuveni.

Saskaņā ar citiem pētījumiem nervu, smadzeņu vai impulsu ātrums ir vienāds ar 274 km stundā.

Kāda ilgstoša šāda aparatūra, mēs to izmantojam tik primitīvi. IMHO.

Neironi un nervu audi

Neironi un nervu audi

Nervu audi ir galvenais nervu sistēmas strukturālais elements. Nervu audu struktūra ietver ļoti specializētas nervu šūnas - neironus un neiroglia šūnas, kas veic atbalsta, sekrēcijas un aizsardzības funkcijas.

Neirons ir galvenā nervu audu strukturālā un funkcionālā vienība. Šīs šūnas spēj saņemt, apstrādāt, šifrēt, pārsūtīt un uzglabāt informāciju, izveidot kontaktus ar citām šūnām. Neirona unikālās iezīmes ir spēja radīt bioelektriskus izplūdes (impulsus) un pārraidīt informāciju pa procesiem no vienas šūnas uz citu, izmantojot specializētus galus - sinapses.

Neirona funkcijas veicina transmisīvo vielu - neirotransmiteru - acetilholīna, kateholamīnu utt.

Tuvojas smadzeņu neironu skaits 10 11. Vienā neironā var pastāvēt līdz pat 10 000 sinapsēm. Ja šie elementi tiek uzskatīti par informācijas uzglabāšanas šūnām, var secināt, ka nervu sistēma var uzglabāt 10 19 vienības. informācija, t.i. spēj uzņemt gandrīz visas cilvēces uzkrātās zināšanas. Tāpēc ideja par to, ka cilvēka smadzenes dzīves laikā atceras visu, kas notiek organismā un tās komunikācijā ar vidi, ir diezgan saprātīga. Tomēr smadzenes nevar izņemt no atmiņas visu tajā glabāto informāciju.

Daži neironu organizācijas veidi ir raksturīgi dažādām smadzeņu struktūrām. Neironi, kas regulē vienu funkciju, ir tā sauktās grupas, ansambļi, kolonnas, kodoli.

Neironi atšķiras pēc struktūras un funkcijas.

Saskaņā ar struktūru (atkarībā no šūnu aizaugu skaita, procesi) atšķiras unipolārs (ar vienu procesu), bipolārs (ar diviem procesiem) un multipolārs (ar vairākiem procesiem) neironiem.

Ar funkcionālo īpašību izolētu aferenta (vai centrtieces) neironiem carrier ierosināšanas no receptoriem, CNS, efferent, motors, motoru neironu (vai centrbēdzes) raidot uzbudinājuma CNS uz innervated orgānu un iestarpināts, kontakta ceļā vai starpproduktu neironiem savienotājierīces aferento un efferent neironiem.

Afferenti neironi pieder unipolāriem, to ķermeņi atrodas mugurkaula ganglijos. Šūnu ķermeņa izaugums ir T veida process, kas sadalīts divās daļās, no kurām viena nonāk centrālajā nervu sistēmā un darbojas kā aksons, bet otrs vēršas pie receptoriem un ir garš dendrīts.

Lielākā daļa efferentu un starpkultūru neironu ir daudzpolāri (1. attēls). Daudzpolārie starpsalārie neironi ir bagātīgi novietoti muguras smadzeņu aizmugurējos ragos, kā arī visās citās CNS daļās. Tie var būt arī bipolāri, piemēram, tīklenes neironi ar īsu sazarotu dendrītu un garu axonu. Motoneuroni atrodas galvenokārt muguras smadzeņu priekšējos ragos.

Att. 1. Nervu šūnas struktūra:

1 - mikrotubulas; 2 - garais nervu šūnu process (axon); 3 - endoplazmatiskais retikulāts; 4 - kodols; 5 - neiroplazma; 6 - dendriti; 7 - mitohondriji; 8 - kodols; 9 - mielīna apvalks; 10 - Ranvie pārtveršana; 11 - axona gals

Neuroglia

Neuroglia jeb glia ir nervu audu šūnu elementu kolekcija, ko veido dažādu formu specializētas šūnas.

To atklāja R. Virkhovs un viņš to sauca neoglia, kas nozīmē „nervu līmi”. Neuroglia šūnas aizpilda telpu starp neironiem, veidojot 40% no smadzeņu apjoma. Glial šūnas ir 3-4 reizes mazākas par nervu šūnām; to skaits zīdītāju centrālajā nervu sistēmā sasniedz 140 miljardus, un vecumā neironu skaits smadzenēs samazinās un glielu šūnu skaits palielinās.

Ir konstatēts, ka neiroglia ir saistīta ar vielmaiņu nervu audos. Dažas neiroglia šūnas izdalās vielas, kas ietekmē neironu uzbudināmības stāvokli. Jāatzīmē, ka dažādās garīgās valstīs šo šūnu sekrēcija mainās. Ilgtermiņa izsekošanas procesi CNS ir saistīti ar neirogijas funkcionālo stāvokli.

Glialu šūnu veidi

Atkarībā no gliemeņu šūnu struktūras un to atrašanās vietas CNS ir:

  • astrocīti (astroglia);
  • oligodendrocīti (oligodendroglija);
  • mikroglia šūnas (mikroglijas);
  • Schwann šūnas.

Glial šūnas veic atbalsta un aizsardzības funkcijas neironiem. Tās ir daļa no asins-smadzeņu barjeras struktūras. Astrocīti ir visbiežāk sastopamās glialās šūnas, kas aizpilda telpas starp neironiem un augšējo sinapsēm. Tie novērš neirotransmiteru izplatīšanos uz CNS, kas izplatās no sinaptiskā plaisa. Astrocītu citoplazmas membrānās ir neirotransmiteru receptoriem, kuru aktivizācija var izraisīt membrānas potenciālo atšķirību un astrocītu metabolisma izmaiņas.

Astrocīti cieši ieskauj smadzeņu asinsvadu kapilārus, kas atrodas starp tiem un neironiem. Pamatojoties uz to, tiek pieņemts, ka astrocītiem ir svarīga loma neironu metabolismā, regulējot atsevišķu vielu kapilāru caurlaidību.

Viena no svarīgākajām astrocītu funkcijām ir to spēja absorbēt lieko K + jonu daudzumu, kas var uzkrāties ekstracelulārajā telpā augsta nervu darbības laikā. Astrocītu adhēzijas reģionos veidojas plaisu kontaktu kanāli, caur kuriem astrocīti var apmainīties ar dažādiem maziem joniem un, jo īpaši, K + joniem, kas palielina K + jonu absorbciju, un nekontrolēta K + jonu uzkrāšanās starpnozaru telpā palielinātu neironu uzbudināmību. Tādējādi astrocīti, kas absorbē lieko K + jonu daudzumu no intersticiālā šķidruma, novērš neironu uzbudināmības palielināšanos un palielinātu neironu aktivitātes fokusu veidošanos. Šādu fokusu parādīšanās cilvēka smadzenēs var būt saistīta ar to, ka viņu neironi rada virkni nervu impulsu, ko sauc par konvulsijas izplūdēm.

Astrocīti ir iesaistīti neirotransmiteru izņemšanā un iznīcināšanā, kas nonāk ekstrasynaptiskajās telpās. Tādējādi tie novērš neirotransmiteru uzkrāšanos neironu telpās, kas var izraisīt smadzeņu disfunkciju.

Neironus un astrocītus atdala starpšūnu atveres 15-20 mikroni, ko sauc par intersticiālo telpu. Intersticiālās telpas aizņem līdz 12-14% no smadzeņu apjoma. Svarīga astrocītu īpašība ir to spēja absorbēt CO2 no šo telpu ekstracelulārā šķidruma un tādējādi saglabāt stabilu smadzeņu pH.

Astrocīti ir iesaistīti saskarņu veidošanā starp nervu audu un smadzeņu asinsvadiem, nervu audiem un smadzeņu membrānām nervu audu augšanas un attīstības procesā.

Oligodendrocītiem raksturīgs neliels skaits īsu procesu. Viena no to galvenajām funkcijām ir nervu šķiedru mielīna apvalka veidošanās centrālajā nervu sistēmā. Šīs šūnas atrodas arī neironu ķermeņu tuvumā, taču šī fakta funkcionālā nozīme nav zināma.

Mikroglijas šūnas veido 5-20% no kopējā gliemeņu šūnu skaita un ir izkaisītas visā centrālajā nervu sistēmā. Ir konstatēts, ka to virsmas antigēni ir identiski asins monocītu antigēniem. Tas norāda uz to izcelsmi no mezodermas, iekļūšanas nervu audos embrionālās attīstības laikā un turpmāku transformāciju morfoloģiski atpazīstamās mikrogliju šūnās. Šajā sakarā tiek uzskatīts, ka svarīgākā microglia funkcija ir smadzeņu aizsardzība. Ir pierādīts, ka bojājot nervu audus, tajā palielinās fagocītu šūnu skaits asins makrofāgu dēļ un mikroglijas fagocītu īpašību aktivizēšanā. Tās noņem mirušos neironus, glielu šūnas un to strukturālos elementus, fagocītiskos svešķermeņus.

Schwann šūnas veido perifēro nervu šķiedru mielīna apvalku ārpus CNS. Šīs šūnas membrāna tiek atkārtoti aptīta ap nervu šķiedru, un iegūtā mielīna apvalka biezums var pārsniegt nervu šķiedras diametru. Nervu šķiedras mielinēto platību garums ir 1-3 mm. Starp tām starplaikā (Ranvier's pārtveršana) nervu šķiedra paliek tikai virsmas membrāna, kurai ir uzbudināmība.

Viena no svarīgākajām mielīna īpašībām ir tā augsta izturība pret elektrisko strāvu. Tas ir saistīts ar augsto sfingomielīna un citu mielolīna fosfolipīdu saturu, kas tam piešķir strāvas izolācijas īpašības. Ar mielīnu pārklātu nervu šķiedru jomās nervu impulsu ģenerēšanas process nav iespējams. Nervu impulsus ģenerē tikai Ranvier uztveršanas membrānā, kas nodrošina augstāku nervu impulsu vadīšanas ātrumu, bet tikai ar mielinizētām nervu šķiedrām, salīdzinot ar neinelinizētām.

Ir zināms, ka mielīna struktūru viegli var traucēt nervu sistēmas infekciozs, išēmisks, traumatisks, toksisks bojājums. Tajā pašā laikā attīstās nervu šķiedru demielinizācijas process. Īpaši bieži demielinizācija attīstās multiplās sklerozes gadījumā. Demielinizācijas rezultātā nervu impulsu ātrums caur nervu šķiedrām samazinās, ātrums informācijas saņemšanai smadzenēm no receptoriem un no neironiem līdz izpildinstitūcijām samazinās. Tas var izraisīt jutīgu jutību, kustību traucējumus, iekšējo orgānu funkcionēšanas regulēšanu un citas nopietnas sekas.

Neironu struktūra un funkcija

Neirons (nervu šūnas) ir centrālās nervu sistēmas strukturāla un funkcionāla vienība.

Neirona anatomiskā struktūra un īpašības nodrošina tās galveno funkciju izpildi: vielmaiņas ieviešanu, enerģijas ražošanu, dažādu signālu uztveri un to apstrādi, reakciju reakciju veidošanos vai piedalīšanos, nervu impulsu veidošanos un vadīšanu, neironu integrāciju neironu ķēdēs, kas nodrošina gan vienkāršākās refleksiskās reakcijas, gan arī un augstākas integrācijas smadzeņu funkcijas.

Neironi sastāv no nervu šūnas ķermeņa un axona un dendritu procesiem.

Att. 2. Neirona struktūra

Nervu šūnu ķermenis

Neirona ķermenis (perikarions, soma) un tās procesi ir pārklāti ar neironu membrānu. Šūnu ķermeņa membrāna atšķiras no axon membrānas un dendritiem ar dažādu jonu kanālu, receptoru saturu un sinapšu klātbūtni tajā.

Neirona ķermenī ir neiroplazma un kodols, kas no tā robežojas ar membrānām, raupju un gludu endoplazmas retikulātu, Golgi aparātu un mitohondrijām. Neironu kodola hromosomas satur virkni gēnu, kas kodē proteīnu sintēzi, kas nepieciešama neirona ķermeņa struktūras un to funkciju veidošanai, tā procesiem un sinapsijām. Tie ir proteīni, kas pilda fermentu, nesēju, jonu kanālu, receptoru uc funkcijas. Daži proteīni pilda funkcijas, kad viņi atrodas neiroplazmā, bet citi ir integrēti organelu, soma un neironu procesu membrānās. Daži no tiem, piemēram, fermenti, kas nepieciešami neirotransmiteru sintēzei, tiek piegādāti, izmantojot aksonālo transportu uz axon termināli. Šūnu organismā tiek sintezēti peptīdi, kas ir nepieciešami svarīgākajai axons un dendritu aktivitātei (piemēram, augšanas faktori). Tāpēc, kad neironu ķermenis ir bojāts, tā procesi deģenerējas un sabrūk. Ja neirona ķermenis tiek saglabāts un process ir bojāts, rodas tā lēnā atveseļošanās (reģenerācija) un denervēto muskuļu vai orgānu inervācijas atjaunošanās.

Proteīnu sintēzes vieta neironu ķermenī ir raupja endoplazmatiskā retikulācija (tigroidas granulas vai Nissl ķermeņi) vai brīvās ribosomas. To saturs neironiem ir augstāks nekā glia vai citās ķermeņa šūnās. Gludajā endoplazmatiskajā retikulā un Golgi aparātā proteīni iegūst iekšējo telpisko konformāciju, tiek sakārtoti un nosūtīti transporta plūsmās uz šūnu ķermeņa, dendritu vai axonu struktūru.

Daudzos neironu mitohondrijos oksidatīvo fosforilācijas procesu rezultātā veidojas ATP, kura enerģiju izmanto, lai uzturētu neironu svarīgo aktivitāti, jonu sūkņu darbu un uzturētu jonu koncentrāciju asimetriju abās membrānas pusēs. Līdz ar to neirons ir pastāvīgi gatavs ne tikai uztvert dažādus signālus, bet arī reaģēt uz tiem - nervu impulsu ģenerēšana un to izmantošana citu šūnu funkciju kontrolei.

Šūnu membrānas, dendrītu veidoto sensoro receptoru un epitēlija izcelsmes sensoro šūnu molekulārie receptori piedalās dažādu signālu neironu uztveres mehānismos. Citu nervu šūnu signāli var sasniegt neironu, izmantojot daudzus sinapsus, kas veidojas uz dendritiem vai neirona gēliem.

Nervu šūnu dendriti

Neirona dendriti veido dendritu koku, filiāles raksturu un lielumu, kas atkarīgs no sinaptisko kontaktu skaita ar citiem neironiem (3. att.). Neirona dendritos ir tūkstošiem sinapsju, ko veido citu neironu axons vai dendriti.

Att. 3. Interneirona sinaptiskie kontakti. Bultiņas kreisajā pusē rāda afferentu signālu ierašanos dendritos un interneurona ķermenī, labajā pusē - interneurona efferentu signālu izplatīšanās virzienu uz citiem neironiem.

Sinapses var būt heterogēnas gan funkcionālās (inhibējošās, eksitējošās), gan izmantotā neirotransmitera veida dēļ. Dendrīta membrāna, kas iesaistīta sinapses veidošanā, ir to postinaptiskā membrāna, kas satur receptorus (ligandu atkarīgos jonu kanālus) šajā sinapses izmantotajā neirotransmiterā.

Excitatory (glutamatergic) sinapses atrodas galvenokārt uz dendritu virsmas, kur ir paaugstināšanās vai pieaugums (1-2 mikroni), ko sauc par mugurkauliem. Mugurkaula membrānā ir kanāli, kuru caurlaidība ir atkarīga no transmembrānas potenciālās atšķirības. Dendritu citoplazmā mugurkaula jomā tiek konstatēti intracelulāro signālu transdukcijas sekundārie mediatori, kā arī ribosomas, uz kurām proteīns tiek sintezēts, reaģējot uz sinaptiskiem signāliem. Precīza mugurkaula loma joprojām nav zināma, bet ir acīmredzams, ka tie palielina dendritiskā koka virsmas laukumu, veidojot sinapses. Spīķi ir arī neironu struktūras, lai saņemtu ieejas signālus un tos apstrādātu. Dendriti un muguriņas sniedz informāciju no perifērijas uz neironu ķermeni. Dendritu pļaušanas membrāna ir polarizēta minerālu jonu asimetriskā sadalījuma, jonu sūkņu darbības un jonu kanālu klātbūtnes dēļ. Šīs īpašības ir pamatā informācijas nodošanai pāri membrānai vietējo apļveida strāvu veidā (elektrotehniski), kas notiek starp postsinaptiskām membrānām un tiem blakus esošajām dendrīta membrānas sekcijām.

Kad viņi pavairojas caur dendrīta membrānu, vietējās strāvas tiek vājinātas, bet tās ir pietiekami lielas, lai pārraidītu signālus uz dendrītu sinaptiskajām ieejām neironu ķermeņa membrānā. Potenciāli atkarīgie nātrija un kālija kanāli vēl nav identificēti dendrīta membrānā. Tam nav uzbudināmības un spējas radīt darbības potenciālus. Tomēr ir zināms, ka uz tā var izplatīties darbības potenciāls, kas rodas uz akrona kalna membrānas. Šīs parādības mehānisms nav zināms.

Tiek pieņemts, ka dendriti un muguriņas ir daļa no neirālo struktūru, kas iesaistītas atmiņas mehānismos. Spoguļu skaits ir īpaši augsts smadzeņu garozas, bazālo gangliju un smadzeņu garozas neironu dendritos. Dažos gados vecāku cilvēku smadzeņu garozas laukos samazinās dendritiskā koka platība un sinapses.

Axon neirons

Axon ir nervu šūnu process, kas nav atrodams citās šūnās. Atšķirībā no dendritiem, kuru skaits neironam ir atšķirīgs, aksons ir vienāds visiem neironiem. Tās garums var sasniegt pat 1,5 m. Tajā brīdī, kad axons atstāj neironu, ir biezinājums, axon pilskalns, pārklāts ar plazmas membrānu, kas drīz tiks pārklāts ar mielīnu. Axīna pilskalna vietu, ko atklāj mielīns, sauc par sākotnējo segmentu. Neironu axoni līdz galīgajiem atzariem ir pārklāti ar mielīna apvalku, ko pārtrauc Ranviera pārtveršana - mikroskopiski nezelēti reģioni (apmēram 1 mikroni).

Visā axonā (mielinizēta un nepiesārņota šķiedra) ir pārklāta ar divslāņu fosfolipīdu membrānu ar tajā esošajām olbaltumvielu molekulām, kas kalpo kā jonu transports, potenciāli atkarīgi jonu kanāli utt. galvenokārt uztveršanas jomā Ranvier. Tā kā axoplazmā nav neapstrādātu retikulāru un ribosomu, ir acīmredzams, ka šie proteīni tiek sintezēti neirona ķermenī un tiek nogādāti axona membrānā ar aksonu transportu.

Atšķirīgās ir membrānas īpašības, kas aptver ķermeni un neirona aksonu. Šī atšķirība galvenokārt attiecas uz membrānas caurlaidību minerālu joniem un ir saistīts ar dažādu veidu jonu kanālu saturu. Ja ligandu atkarīgo jonu kanālu saturs (ieskaitot postinaptiskās membrānas) dominē neirona ķermeņa membrānā un dendritos, tad axona membrānā, īpaši Ranvier intervences jomā, ir augsts spriegumu atkarīgo nātrija un kālija kanālu blīvums.

Zemākajai polarizācijas vērtībai (apmēram 30 mV) ir sākotnējā axon segmenta membrāna. Axon apgabalos, kas ir tālu no šūnas ķermeņa, transmembrānas potenciāla lielums ir aptuveni 70 mV. Axon sākotnējā segmenta membrānas polarizācijas zemā vērtība nosaka, ka šajā jomā neironu membrānai ir vislielākā uzbudināmība. Tieši šeit postsinaptiskie potenciāli, kas rodas uz dendrīta membrānas un šūnu ķermeņa, transformējot informācijas signālus uz neironu sinapses laikā, izplatās caur neironu ķermeņa membrānu, izmantojot vietējās cirkulārās elektriskās strāvas. Ja šīs strāvas izraisa axona slīpuma membrānas depolarizāciju līdz kritiskajam līmenim (Euz), tad neirons reaģēs uz ienākošajiem signāliem no citām nervu šūnām, radot tā darbības potenciālu (nervu impulss). Iegūto nervu impulsu turpina veikt gar aksonu uz citām nervu, muskuļu vai dziedzeru šūnām.

Sākotnējā axona segmenta membrānā ir muguriņas, uz kurām veidojas GABA-ergic bremžu sinapses. Signālu saņemšana pa šīm sinapsēm no citiem neironiem var novērst nervu impulsu veidošanos.

Neironu klasifikācija un veidi

Neironu klasifikāciju veic gan morfoloģiskās, gan funkcionālās īpašības.

Pēc procesu skaita ir daudzpolārie, bipolārie un pseudounipolārie neironi.

Pēc savienojumu ar citām šūnām rakstura un funkcijas, ko tās veic, tiek atšķirtas sensorās, starpkultūras un motora neironi. Sensori neironi tiek saukti arī par afferentiem neironiem, un to procesi ir centripetāli. Neironus, kas veic signalizācijas funkciju starp nervu šūnām, sauc par interkalāciju vai asociāciju. Neironi, kuru akoni veido sinapses uz efektora šūnām (muskuļu, dziedzeru), tiek saukti par motoriem vai efferentiem, to aksoni tiek saukti par centrbēdzi.

Afferenti (jutīgi) neironi uztver informāciju ar sensoriem receptoriem, pārveido tos par nervu impulsiem un noved pie smadzeņu un muguras smadzeņu nervu centriem. Jutīgo neironu ķermeņi atrodas mugurkaula un galvaskausa ganglijos. Tie ir pseido-unipolārie neironi, kuru aksons un dendrijs kopā no neirona ķermeņa atdalās un pēc tam atdalās. Dendrīts dodas uz perifēriju uz orgāniem un audiem, kas sastāv no sensoriem vai jauktiem nerviem, un aizmugurējo sakņu sastāvā esošais axon ir iekļauts muguras smadzeņu muguras ragos vai smadzeņu galvaskausa nervu sastāvā.

Ievietotie vai asociētie, neironi veic funkcijas, kas saistītas ar ienākošās informācijas apstrādi un jo īpaši nodrošina refleksu loka slēgšanu. Šo neironu ķermeņi atrodas smadzeņu un muguras smadzeņu pelēkā vielā.

Efferent neironi arī veic ienākošās informācijas apstrādi un efferentu nervu impulsu pārraidīšanu no smadzeņu un muguras smadzeņu līdz izpildvaras (efektora) orgānu šūnām.

Neironu integrācijas aktivitāte

Katrs neirons saņem lielu skaitu signālu, izmantojot daudzus sinapsus, kas atrodas tās dendritos un ķermenī, kā arī caur plazmas membrānu, citoplazmas un kodola molekulārajiem receptoriem. Signāla pārraide izmanto daudzus dažādus neirotransmiteru, neiromodulatoru un citu signalizācijas molekulu veidus. Acīmredzot, lai veidotu atbildi uz vairāku signālu vienlaicīgu ierašanos, neironam jāspēj tos integrēt.

Procesu kopums, kas nodrošina ienākošo signālu apstrādi un neironu reakcijas uz tiem veidošanos, ir iekļauts neirona integratīvās darbības koncepcijā.

Neironā ienākošo signālu uztvere un apstrāde tiek veikta, piedaloties dendritiem, šūnu ķermenim un neirona aksona pilskalnam (4. att.).

Att. 4. Neironu signālu integrācija.

Viena no iespējām to apstrādei un integrācijai (summēšanai) ir transformācija sinapsēs un postinaptisko potenciālu summēšana uz ķermeņa membrānas un neirona procesiem. Uztvertie signāli tiek pārvērsti sinapsēs uz postinaptiskās membrānas potenciālās atšķirības svārstībām (postsinaptiskie potenciāli). Atkarībā no sinapses veida saņemto signālu var pārvērst par nelielu (0,5-1,0 mV) depolarizējošu potenciālās atšķirības izmaiņu (EPSP - sinapses tiek parādītas kā gaismas aprindas diagrammā) vai hiperpolarizāciju (TPPS - sinapses diagrammā ir redzamas kā melnas). aprindās). Vairāki signāli var vienlaikus nonākt dažādos neirona punktos, no kuriem daži tiek pārveidoti par EPSP, un citi - uz TPPS.

Šīs potenciālās atšķirības svārstības izplatās pa vietējām apļveida straumēm visā neironu membrānā virzienā pa akronu, depolarizācijas viļņi (baltā shēmā) un hiperpolarizācija (melnajā shēmā), kas pārklājas viens ar otru (shēmas pelēkās zonas). Šajā superpozīcijā viļņu viļņa amplitūdas vienā virzienā tiek summētas, bet pretējo amplitūdas tiek samazinātas (izlīdzinātas). Šādu algebrisko iespējamo atšķirību summēšanu membrānā sauc par telpisko summēšanu (4. un 5. attēls). Šīs summēšanas rezultāts var būt vai nu axon pilskalna membrānas depolarizācija, bet arī nervu impulsu ģenerēšana (1. un 2. gadījums 4. attēlā), vai tās hiperpolarizācija un nervu impulsu rašanās novēršana (3. un 4. gadījums 4. attēlā).

Lai novirzītu Axon Mound membrānas (aptuveni 30 mV) potenciālo atšķirību uz Euz, tam jābūt depolarizētam līdz 10-20 mV. Tas novedīs pie potenciālo atkarīgo nātrija kanālu atklāšanas un nervu impulsu ģenerēšanas. Tā kā pēc PD saņemšanas un tās pārveidošanas EPSP, membrānas depolarizācija var sasniegt līdz 1 mV, un ce izplatīšanās uz axona kalniņu ir saistīta ar vājinājumu, lai radītu nervu impulsu, vienlaicīga ievadīšana neironā ir nepieciešama, izmantojot 40–80 nervu impulsu ierosinātājus no citiem neironiem un summējot vienāds skaits ipsp.

Att. 5. EPSP neirona telpiskā un laika summēšana; a - BSPP uz vienu stimulu; un - VPSP par vairāku stimulāciju no dažādiem afferentiem; c - iPSP biežai stimulācijai caur vienu nervu šķiedru

Ja šajā laikā nervu impulsi nonāk neironā caur inhibējošām sinapsijām, tad tās aktivizēšana un reakcijas nervu impulsa ģenerēšana būs iespējama, vienlaikus palielinot signālu ievadi pa eksitējošajām sinapsijām. Apstākļos, kad signāli, kas nāk no inhibējošās sinapses, izraisa neironu membrānas hiperpolarizāciju, kas ir vienāda ar vai lielāka par depolarizāciju, ko izraisa signāli, kas nāk no eksitējošām sinapsijām, axona pilskalna membrānas depolarizācija nebūs iespējama, neirons neradīs nervu impulsus un kļūs neaktīvi.

Neirons veic arī īslaicīgu EPSP un TPPS signālu summēšanu gandrīz vienlaicīgi (sk. 5. att.). Iespējamo atšķirību izmaiņas, ko tās rada sinhronās zonās, var arī algebriski summēt, ko sauc par pagaidu summēšanu.

Tādējādi katrs nervu impulss, ko rada neirons, kā arī neironu klusuma periods, satur informāciju no daudzām citām nervu šūnām. Parasti, jo augstāks ir signālu signāls no citām šūnām, kas nonāk pie neirona, jo biežāk tā ģenerē reakcijas nervu impulsus, ko axons nosūta citām nervu vai efektora šūnām.

Sakarā ar to, ka neironu ķermeņa membrānā un pat tās dendritos (kaut arī nelielos skaitļos) ir nātrija kanāli, darbības potenciāls, kas radies uz akrona kalna membrānas, var paplašināties līdz ķermenim un daļai neironu dendritu. Šīs parādības nozīmīgums nav pietiekami skaidrs, bet tiek pieņemts, ka izkliedēšanas darbības potenciāls īslaicīgi izlīdzina visas vietējās plūsmas uz membrānas, atceļ potenciālu un veicina jaunās informācijas efektīvāku uztveri.

Molekulārie receptori ir iesaistīti neironā ienākošo signālu transformācijā un integrācijā. Turklāt to stimulēšana ar signalizācijas molekulām var, ierosinot (ar G-olbaltumvielām, otro kurjeri), radīt izmaiņas jonu kanālu stāvoklī, uztverto signālu pārveidošana par potenciālo neironu membrānas atšķirību svārstībām, neirona reakcijas summēšana un veidošanās nervu impulsu ģenerēšanas vai inhibēšanas veidā.

Signālu transformācija ar neirona metabotropajiem molekulārajiem receptoriem ir saistīta ar reakciju, kas izraisa intracelulāru transformāciju kaskādi. Neirona reakcija šajā gadījumā var būt vispārējā vielmaiņas paātrinājums, ATP veidošanās palielināšanās, bez kuras nav iespējams palielināt tās funkcionālo aktivitāti. Izmantojot šos mehānismus, neirons integrē saņemtos signālus, lai uzlabotu savas darbības efektivitāti.

Intracelulārās transformācijas neironā, ko ierosina saņemtie signāli, bieži izraisa proteīnu molekulu sintēzes pieaugumu, kas neironā darbojas kā receptori, jonu kanāli, nesēji. Palielinot to skaitu, neirons pielāgojas ienākošo signālu dabai, palielinot jutīgumu pret nozīmīgākajiem un vājinot - mazāk nozīmīgajiem.

Neirona signālu iegūšana var būt saistīta ar noteiktu gēnu izpausmi vai apspiešanu, piemēram, tiem, kas kontrolē peptīdu neiromodulatoru sintēzi. Tā kā neirons tiek piegādāts neirona asu galos un tiek izmantots, lai pastiprinātu vai vājinātu neirotransmiteru ietekmi uz citiem neironiem, neirons, reaģējot uz saņemtajiem signāliem, var būt spēcīgāks vai vājāks efekts uz citām nervu šūnām, ko tas kontrolē, atkarībā no saņemtās informācijas. Ņemot vērā, ka neiropeptīdu modulējošā iedarbība var ilgt ilgu laiku, neirona ietekme uz citām nervu šūnām var ilgt arī ilgu laiku.

Tādējādi, ņemot vērā spēju integrēt dažādus signālus, neirons var reaģēt uz tiem plašā atbilžu diapazonā, ļaujot tai efektīvi pielāgoties ienākošo signālu būtībai un izmantot tos citu šūnu funkciju regulēšanai.

Neirālās ķēdes

CNS neironi mijiedarbojas viens ar otru, veidojot dažādas sinapses saskares vietā. Iegūtās neirālās pensijas pavairo nervu sistēmas funkcionalitāti. Visbiežāk sastopamās neirālās ķēdes ietver vietējās, hierarhiskās, konverģences un atšķirīgās nervu shēmas ar vienu ieeju (6. att.).

Vietējās nervu shēmas veido divi vai vairāki neironi. Tajā pašā laikā viens no neironiem (1) sniegs savu aksona nodrošinājumu neironam (2), veidojot akosomātisku sinapsiju uz ķermeņa, bet otrais - veido sinapsiju uz pirmā neirona ķermeņa ar aksonu. Vietējie neironu tīkli var veikt slazdu funkcijas, kurās nervu impulsus var ilgstoši cirkulēt lokā, ko veido vairāki neironi.

Eksperimenta I.A. eksperimentālā veidā parādījās iespēja, ka vienreiz radies ierosmes viļņa (nervu impulss) ilgtermiņa cirkulācija. Vetokhin eksperimentos ar medūzu neirālo gredzenu.

Nervu impulsu cirkulārā cirkulācija pa vietējām neironu ķēdēm veic izsaukumu ritma pārveidošanas funkciju, nodrošina nervu centru ilgstošu ierosmi pēc signālu pārtraukšanas un piedalās ienākošās informācijas glabāšanas mehānismos.

Vietējās ķēdes var veikt arī bremzēšanas funkciju. Kā piemēru var minēt atkārtotu inhibīciju, kas tiek īstenota vienkāršākajā mugurkaula lokālajā nervu kontūrā, ko veido a-motoneurons un Renshaw šūna.

Att. 6. Vienkāršākās centrālās nervu sistēmas nervu shēmas. Apraksts tekstā

Šajā gadījumā ierosme, kas radusies mehāniskajā neironā, izplatās pa axona zari, aktivizē Renshaw šūnu, kas inhibē a-motoro neironu.

Konverģences ķēdes veido vairāki neironi, no kuriem viens (parasti efferents) konverģē vai konverģē vairāku citu šūnu aksonus. Šādas ķēdes ir plaši izplatītas centrālajā nervu sistēmā. Piemēram, primārā motora garozas piramīdie neironi konverģē daudzu neironu aksonus garozas jutīgajos laukos. Tūkstošiem jutīgu un starpkultūru neironu dažādu CNS līmeņu ventrālo ragu motoru neironiem saplūst. Konverģences ķēdēm ir svarīga loma signālu integrācijā ar efferentiem neironiem un fizioloģisko procesu koordinācijai.

Atšķirīgas ķēdes ar vienu ieeju veido neirons ar sazarotu axonu, katra no tām ir sinapse ar citu nervu šūnu. Šīs ķēdes veic vienlaicīgas signālu pārraides funkcijas no viena neirona uz daudziem citiem neironiem. Tas tiek panākts ar spēcīgu sazarošanu (vairāku tūkstošu zaru veidošanos). Šādi neironi bieži atrodami smadzeņu stumbra retikulārās veidošanās kodolos. Tie nodrošina strauju daudzu smadzeņu daļu uzbudināmību un tās funkcionālo rezervju mobilizāciju.