Pada kemungkinan yang tidak habis-habisnya dari gunung-gunung kesusasteraan tulisan kami. Dia mampu memproses sejumlah besar maklumat yang bahkan tidak dapat dilakukan oleh komputer moden. Selain itu, otak dalam keadaan biasa berfungsi tanpa gangguan selama 70-80 tahun atau lebih. Dan setiap tahun jangka hayatnya, dan dengan itu kehidupan seseorang semakin meningkat.

Kerja berkesan ini yang paling penting dan dalam banyak cara organ misterius disediakan terutamanya oleh dua jenis sel: neuron dan glial. Ia adalah neuron yang bertanggungjawab untuk menerima dan memproses maklumat, memori, perhatian, pemikiran, imaginasi dan kreativiti.

Neuron dan strukturnya

Anda sering boleh mendengar bahawa kebolehan mental seseorang menjamin kehadiran bahan kelabu. Apakah bahan ini dan mengapa ia kelabu? Warna ini mempunyai korteks serebrum, yang terdiri daripada sel-sel mikroskopik. Ini adalah sel-sel neuron atau saraf yang memastikan fungsi otak kita dan kawalan seluruh tubuh manusia.

Bagaimana sel saraf

Neuron, seperti mana-mana sel hidup, terdiri daripada nukleus dan badan selular, yang dipanggil soma. Saiz sel itu sendiri adalah mikroskopik - dari 3 hingga 100 mikron. Walau bagaimanapun, ini tidak menghalang neuron menjadi repositori sebenar pelbagai maklumat. Setiap sel syaraf mengandungi satu set lengkap gen - arahan untuk pengeluaran protein. Sesetengah protein terlibat dalam penghantaran maklumat, yang lain membuat shell pelindung di sekitar sel itu sendiri, yang lain terlibat dalam proses memori, keempat memberikan perubahan mood, dan sebagainya.

Malah kegagalan kecil dalam salah satu program untuk menghasilkan beberapa protein boleh menyebabkan akibat yang serius, penyakit, gangguan mental, demensia, dan sebagainya.

Setiap neuron dikelilingi oleh sarung pelindung sel glial, mereka secara literal mengisi seluruh ruang antara sel dan membentuk 40% daripada bahan otak. Glia atau koleksi sel glial melakukan fungsi yang sangat penting: ia melindungi neuron daripada pengaruh luaran yang tidak baik, memberikan nutrien kepada sel-sel saraf dan menghilangkan produk metabolik mereka.

Sel-sel glial melindungi kesihatan dan integriti neuron, oleh itu, mereka tidak membenarkan banyak bahan kimia asing memasuki sel-sel saraf. Termasuk ubat. Oleh itu, keberkesanan pelbagai ubat yang direka untuk mengukuhkan aktiviti otak adalah tidak dapat diramalkan, dan mereka bertindak secara berbeza pada setiap orang.

Dendrites dan axons

Walaupun kompleksnya neuron, ia sendiri tidak memainkan peranan penting dalam otak. Aktiviti saraf kami, termasuk aktiviti mental, adalah hasil daripada interaksi banyak neuron bertukar isyarat. Penerimaan dan penghantaran isyarat-isyarat ini, lebih tepatnya, impuls elektrik lemah berlaku dengan bantuan gentian saraf.

Neuron mempunyai beberapa pendek (kira-kira 1 mm) serat saraf bercabang - dendrites, dinamakan kerana kesamaan mereka dengan pokok itu. Dendrit bertanggungjawab untuk menerima isyarat daripada sel-sel saraf yang lain. Dan sebagai pemancar isyarat bertindak akson. Serat ini dalam neuron hanya satu, tetapi ia boleh mencapai panjang sehingga 1.5 meter. Menyambung dengan bantuan axons dan dendrites, sel-sel saraf membentuk rangkaian saraf keseluruhan. Dan semakin kompleks sistem saling hubungan, semakin sukar aktiviti mental kita.

Kerja Neuron

Asas aktiviti yang paling kompleks dalam sistem saraf kita adalah pertukaran impuls elektrik yang lemah antara neuron. Tetapi masalahnya ialah pada mulanya akson satu sel saraf dan dendrites yang lain tidak disambungkan, di antara mereka ada ruang yang dipenuhi dengan bahan antara sel. Ini adalah yang disebut synaptic cleft, dan tidak dapat mengatasi isyaratnya. Bayangkan dua orang lelaki sedang meregang tangan mereka satu sama lain dan tidak cukup menjangkau.

Masalah ini diselesaikan oleh neuron semata-mata. Di bawah pengaruh arus elektrik yang lemah, tindak balas elektrokimia berlaku dan molekul protein - neurotransmitter - dibentuk. Molekul ini dan bertindih jurang sinaptik, menjadi sejenis jambatan untuk isyarat. Neurotransmitter melakukan fungsi lain - mereka menghubungkan neuron, dan lebih sering isyarat bergerak di sepanjang litar saraf ini, semakin kuat sambungan ini. Bayangkan sebuah bahu di seberang sungai. Melaluinya, seseorang melemparkan batu ke dalam air, dan kemudian setiap pelawat seterusnya melakukan perkara yang sama. Hasilnya adalah peralihan yang kukuh dan boleh dipercayai.

Hubungan seperti ini antara neuron dipanggil sinaps, dan ia memainkan peranan penting dalam aktiviti otak. Adalah dipercayai bahawa ingatan kita juga adalah akibat kerja sinapsis. Sambungan ini memberikan kelajuan laluan impuls saraf yang lebih besar - isyarat sepanjang litar neuron bergerak pada kelajuan 360 km / h atau 100 m / s. Anda boleh mengira berapa banyak masa isyarat daripada jari yang anda secara tidak sengaja dicucuk dengan jarum masuk ke dalam otak. Terdapat misteri lama: "Apa yang paling pantas di dunia?" Jawab: "Pemikiran." Dan ia sangat jelas diperhatikan.

Jenis neuron

Neuron bukan sahaja di otak, di mana mereka, berinteraksi, membentuk sistem saraf pusat. Neuron terletak di semua organ tubuh kita, di otot dan ligamen di permukaan kulit. Terutama banyak di dalam reseptor, iaitu, pancaindera. Sel rangkaian sel saraf yang luas yang meresap seluruh tubuh manusia adalah sistem saraf periferal yang berfungsi sebagai pusat penting. Pelbagai neuron terbahagi kepada tiga kumpulan utama:

• Neuron penguat menerima maklumat dari organ rasa dan dalam bentuk impuls di sepanjang serat saraf membekalkannya ke otak. Sel-sel saraf ini mempunyai akson terpanjang, kerana badannya terletak di bahagian otak yang sepadan. Terdapat pengkhususan yang ketat, dan isyarat bunyi pergi secara eksklusif ke bahagian otak otak, bau - ke penciuman, cahaya - visual, dsb.
• Maklumat proses neuron pertengahan atau interkalari yang diterima daripada pihak yang mempengaruhi. Selepas maklumat itu dinilai, neuron perantaraan memerintahkan organ-organ dan otot-otot yang terletak di pinggir badan kita.
• Efferent atau neuron effector menghantar arahan ini dari perantaraan dalam bentuk dorongan syaraf ke organ, otot, dsb.

Yang paling sukar dan paling tidak difahami ialah kerja-kerja neuron pertengahan. Mereka bertanggungjawab bukan sahaja untuk tindak balas refleks, contohnya, menarik tangan dari kuali yang panas atau berkedip dengan denyar cahaya. Sel-sel saraf ini memberikan proses mental yang kompleks seperti pemikiran, imaginasi, kreativiti. Dan bagaimana pertukaran seketika impuls saraf antara neuron menjadi imej yang jelas, plot yang hebat, penemuan cemerlang, atau hanya refleksi pada hari Isnin yang keras? Ini adalah rahsia utama otak, yang mana para ilmuwan tidak pernah mendekatinya.

Satu-satunya perkara yang dapat mengetahui bahawa pelbagai jenis aktiviti mental dikaitkan dengan aktiviti kumpulan neuron yang berlainan. Impian untuk masa depan, menghafal puisi, persepsi orang yang dikasihi, berfikir tentang membeli-belah - semua ini dapat dilihat di dalam otak kita sebagai sekelip aktiviti sel-sel saraf di dalam mata yang berbeza korteks serebrum.

Fungsi Neuron

Memandangkan neuron memastikan fungsi semua sistem badan, fungsi sel syaraf mestilah sangat berbeza. Di samping itu, mereka masih belum difahami sepenuhnya. Di antara pelbagai klasifikasi fungsi ini, kita akan memilih salah satu yang paling mudah difahami dan hampir dengan masalah sains psikologi.

Fungsi pemindahan maklumat

Ini adalah fungsi utama neuron, dengan yang lain, walaupun tidak kurang penting, disambungkan. Fungsi yang sama adalah yang paling dikaji. Semua isyarat luaran kepada organ memasuki otak, di mana ia diproses. Dan kemudian, hasil daripada maklum balas, dalam bentuk impuls perintah, mereka dipindahkan melalui gentian saraf efferen kembali ke organ deria, otot, dan lain-lain.

Peredaran maklumat sedemikian berlaku bukan sahaja pada tahap sistem saraf periferal, tetapi juga di dalam otak. Hubungan antara neuron yang bertukar maklumat membentuk rangkaian saraf yang luar biasa kompleks. Bayangkan saja: terdapat sekurang-kurangnya 30 bilion neuron di otak, dan setiap satunya boleh mempunyai sehingga 10 ribu sambungan. Di pertengahan abad ke-20, cybernetics cuba mencipta komputer elektronik beroperasi berdasarkan prinsip otak manusia. Tetapi mereka tidak berhasil - proses yang berlaku dalam sistem saraf pusat ternyata terlalu rumit.

Fungsi Pengekalan Pengalaman

Neuron bertanggungjawab terhadap apa yang kita panggil ingatan. Lebih tepat lagi, seperti yang diketahui oleh pakar neurofisiologi, pemeliharaan jejak isyarat yang melalui litar saraf adalah produk sampingan yang luar biasa dari aktiviti otak. Asas memori adalah molekul protein yang sangat - neurotransmitter, yang timbul sebagai jambatan penghubung antara sel saraf. Oleh itu, tidak ada bahagian khas otak yang bertanggungjawab untuk menyimpan maklumat. Dan jika, akibat daripada kecederaan atau penyakit, kemusnahan sambungan saraf berlaku, maka orang mungkin kehilangan memori.

Fungsi integratif

Ini adalah interaksi antara bahagian otak yang berlainan. "Kilat" segera dari isyarat yang dihantar dan diterima, tempat panas di korteks otak - ini adalah kelahiran imej, perasaan dan pemikiran. Sambungan saraf kompleks yang menyatukan di antara mereka bahagian-bahagian yang berlainan daripada korteks serebrum dan menembusi zon subcortical adalah hasil dari aktiviti mental kita. Dan semakin banyak hubungan seperti itu, semakin baik ingatan dan pemikiran yang lebih produktif. Itulah, pada hakikatnya, semakin kita fikir, semakin pintar kita menjadi.

Fungsi pengeluaran protein

Aktiviti sel saraf tidak terhad kepada proses maklumat. Neuron adalah kilang-kilang protein sebenar. Ini adalah neurotransmitter, yang bukan sahaja melaksanakan fungsi "jambatan" antara neuron, tetapi juga memainkan peranan yang penting dalam peraturan badan kita secara keseluruhannya. Pada masa ini, terdapat kira-kira 80 spesies sebatian protein yang melaksanakan pelbagai fungsi:

• Norepinephrine, kadang-kadang dirujuk sebagai kemarahan atau hormon tekanan. Ia nada badan, meningkatkan prestasi, menjadikan jantung lebih cepat mengalahkan dan menyediakan tubuh untuk tindakan segera untuk menangkis bahaya.
• Dopamine adalah tonik utama badan kita. Dia terlibat dalam pemulihan semua sistem, termasuk semasa kebangkitan, semasa latihan fizikal dan mewujudkan sikap emosi yang positif sehingga euphoria.
• Serotonin juga merupakan bahan "mood yang baik", walaupun ia tidak menjejaskan aktiviti fizikal.
• Glutamat adalah pemancar yang diperlukan untuk memori berfungsi, tanpa menyimpan maklumat jangka panjang adalah mustahil.
• Acetylcholine mengurus proses tidur dan kebangkitan, dan juga perlu untuk mengaktifkan perhatian.

Neurotransmitter, atau sebilangan nombor mereka, menjejaskan kesihatan badan. Dan jika terdapat sebarang masalah dengan pengeluaran molekul protein ini, maka penyakit serius dapat berkembang. Sebagai contoh, kekurangan dopamin adalah salah satu punca penyakit Parkinson, dan jika bahan ini dihasilkan terlalu banyak, maka skizofrenia dapat berkembang. Sekiranya asetilkolin tidak dihasilkan cukup, maka penyakit Alzheimer yang sangat tidak menyenangkan boleh berlaku, yang disertai oleh demensia.

Pembentukan neuron di otak bermula walaupun sebelum kelahiran seseorang, dan sepanjang tempoh kematangan, pembentukan aktif dan komplikasi sambungan saraf berlaku. Untuk masa yang lama dipercayai bahawa pada sel dewasa manusia sel baru tidak boleh muncul, tetapi proses kepupusan mereka tidak dapat dielakkan. Oleh itu, perkembangan mental keperibadian hanya mungkin disebabkan oleh komplikasi hubungan saraf. Dan kemudian pada usia tua, semua orang ditakdirkan untuk penurunan kemampuan mental.

Tetapi kajian baru-baru ini telah menafikan ramalan pesimis ini. Para saintis Swiss telah membuktikan bahawa ada rantau otak yang bertanggungjawab untuk kelahiran neuron baru. Inilah hippocampus, ia menghasilkan sehingga 1,400 sel saraf baru setiap hari. Dan kita semua yang perlu anda lakukan adalah untuk lebih aktif memasukkan mereka dalam kerja otak, menerima dan memahami maklumat baru, dengan itu mewujudkan sambungan saraf baru dan merumitkan rangkaian saraf.

Neuron dan tisu saraf

Neuron dan tisu saraf

Tisu saraf adalah elemen struktur utama sistem saraf. Struktur tisu saraf termasuk sel-sel saraf yang sangat khusus - neuron, dan sel-sel neuroglia yang menjalankan fungsi sokongan, penyelenggaraan dan perlindungan.

Neuron adalah unit struktur dan fungsi utama tisu saraf. Sel-sel ini dapat menerima, memproses, menyandarkan, menghantar dan menyimpan maklumat, menjalin hubungan dengan sel-sel lain. ciri-ciri unik neuron adalah keupayaan untuk menjana pelepasan bioelectric (denyutan) dan menyampaikan maklumat pada pucuk satu sel yang lain dengan bantuan terminal khusus - sinaps.

fungsi neuron pelaksanaan menggalakkan sintesis dalam bahan axoplasm pemancar - neurotransmitter: asetilkolina, catecholamines, dan lain-lain..

Bilangan neuron otak menghampiri 10 11. Sehingga 10,000 sinapsis boleh wujud pada satu neuron. Sekiranya unsur-unsur ini dianggap sel penyimpanan maklumat, maka dapat disimpulkan bahawa sistem saraf dapat menyimpan 10 19 unit. maklumat, i.e. mampu menampung hampir semua pengetahuan yang terkumpul oleh manusia. Oleh itu, idea bahawa otak manusia sepanjang hidup mengingati segala sesuatu yang berlaku di dalam badan dan semasa komunikasi dengan alam sekitar agak munasabah. Walau bagaimanapun, otak tidak boleh mengambil dari memori semua maklumat yang disimpan di dalamnya.

Sesetengah jenis organisasi saraf adalah ciri-ciri pelbagai struktur otak. Neuron mengawal selia fungsi tunggal membentuk kumpulan, konstrik, tiang, nuklei.

Neuron berbeza dalam struktur dan fungsi.

Mengikut struktur (bergantung kepada bilangan proses bermula dari badan sel) membezakan unipolar (satu lampiran), bipolar (dengan dua pancang) dan multipolar (dengan pelbagai pucuk) neuron.

Oleh sifat-sifat fungsi afferent terpencil (atau memusat) neuron pengujaan pembawa dari reseptor di dalam CNS, efferent, motor, neuron motor (atau empar) menghantar pengujaan CNS kepada organ innervated dan interkalari, menghubungi atau neuron perantaraan bersambung yang afferent dan efferent neuron.

Neuron aferen tergolong dalam unipolar, badan mereka terletak di ganglia tulang belakang. Bermula dari proses badan sel T-bentuk dibahagikan kepada dua cabang, salah satu daripadanya ialah dalam sistem saraf pusat dan bertindak sebagai axon, dan pendekatan yang lain kepada reseptor dan dendrite yang paling lama.

Kebanyakan nefferen dan neuron intercalary tergolong multipolar (Rajah 1). Neuron intercalary multipolar terletak dalam jumlah besar dalam tanduk posterior saraf tunjang, serta di semua bahagian lain dari SSP. Mereka juga boleh bipolar, sebagai contoh, neuron retina dengan dendrit yang bercabang pendek dan akson panjang. Motoneuron terletak terutamanya di tanduk anterior saraf tunjang.

Rajah. 1. Struktur sel saraf:

1 - microtubules; 2 - proses panjang sel saraf (akson); 3 - retikulum endoplasma; 4 - teras; 5 - neuroplasma; 6 - dendrit; 7 - mitokondria; 8 - nukleolus; 9 - sarung myelin; 10 - Pemintasan Ranvie; 11 - akhir akson

Neuroglia

Neuroglia, atau glia, merupakan kumpulan sel-sel sel taraf saraf yang dibentuk oleh sel-sel khusus pelbagai bentuk.

Ia ditemui oleh R. Virkhov dan dinamakan olehnya neuroglia, yang bermaksud "gam saraf". Sel-sel neuroglia mengisi ruang antara neuron, membentuk 40% daripada jumlah otak. Sel glial adalah 3-4 kali lebih kecil daripada sel-sel saraf; Jumlah mereka dalam sistem saraf pusat mamalia mencapai 140 bilion. Dengan usia, bilangan neuron pada manusia di otak menurun dan jumlah sel glial meningkat.

Ia ditubuhkan bahawa neuroglia berkaitan dengan metabolisme dalam tisu saraf. Sesetengah sel neuroglia merembeskan bahan-bahan yang menjejaskan keadaan kegembiraan neuron. Dikatakan bahawa dalam keadaan mental yang berbeza, rembesan sel-sel ini berubah. Proses jejak jangka panjang dalam SSP dikaitkan dengan keadaan fungsi neuroglia.

Jenis sel glial

Dengan sifat struktur sel glial dan lokasi mereka di dalam CNS terdapat:

• astrocytes (astroglia);
• oligodendrocytes (oligodendroglia);
• sel mikroglial (microglia);
• Sel Schwann.

Sel-sel glial menjalankan fungsi sokongan dan perlindungan untuk neuron. Mereka adalah sebahagian daripada struktur halangan otak darah. Astrocytes adalah sel glial yang paling banyak yang mengisi ruang di antara neuron dan sinaps diatas. Mereka menghalang penyebaran neurotransmiter menyebar dari celah sinaptik ke dalam CNS. Membran sitoplasma astrocytes adalah reseptor untuk neurotransmitter, pengaktifan yang boleh menyebabkan ayunan membran dan potensi perubahan perbezaan metabolisme astrocyte itu.

Astrocytes rapat mengelilingi kapilari saluran darah otak, yang terletak di antara mereka dan neuron. Atas dasar ini, astrocytes diandaikan memainkan peranan penting dalam metabolisme neuron, mengawal kebolehtelapan kapilari untuk bahan-bahan tertentu.

Salah satu fungsi penting astrocytes adalah keupayaan mereka untuk menyerap lebihan ion K +, yang dapat berkumpul di ruang antara ruang semasa aktiviti saraf yang tinggi. Dalam kawasan lekat astrocyte, saluran-saluran dari hubungan slot membentuk astrocytes yang dapat menukar pelbagai ion-ion kecil dan, khususnya, ion K +. Ini meningkatkan penyerapan ion K +. Pengumpulan ion K + yang tidak terkawal dalam ruang interneuronal akan meningkatkan keceriaan neuron. Oleh itu, astrocytes, menyerap lebihan ion K + dari cecair interstitial, menghalang peningkatan ketegangan neuron dan pembentukan fokus pada aktiviti saraf yang meningkat. Kemunculan fokus tersebut di dalam otak manusia mungkin disertai oleh hakikat bahawa neuron mereka menghasilkan satu siri impuls saraf, yang dipanggil pelepasan sawan.

Astrocytes terlibat dalam penyingkiran dan pemusnahan neurotransmiter yang memasuki ruang ekstrasynaptik. Oleh itu, mereka menghalang pengumpulan neurotransmitter di ruang neuron, yang boleh membawa kepada disfungsi otak.

Neuron dan astrocytes dipisahkan oleh slot antara 15-20 microns, disebut ruang interstisial. Ruang interstisial menduduki 12-14% daripada isipadu otak. Sifat penting astrocytes adalah kemampuan mereka untuk menyerap CO2 dari cairan ekstraselular dari ruang-ruang ini, dan dengan itu mengekalkan pH otak yang stabil.

Astrocytes terlibat dalam pembentukan antara antara tisu saraf dan saluran otak, tisu saraf dan membran otak dalam proses pertumbuhan dan perkembangan tisu saraf.

Oligodendrosit dicirikan oleh kehadiran sebilangan kecil proses pendek. Salah satu fungsi utama mereka ialah pembentukan sarung myelin gentian saraf dalam sistem saraf pusat. Sel-sel ini juga terletak berdekatan dengan mayat-mayat neuron, tetapi kepentingan fungsi fakta ini tidak diketahui.

Sel-sel mikroglial membentuk 5-20% daripada jumlah sel glial dan tersebar di seluruh sistem saraf pusat. Adalah ditegaskan bahawa antigen permukaannya sama dengan antigen monosit darah. Ini menunjukkan asal mereka dari mesoderm, penembusan ke dalam tisu saraf semasa perkembangan embrio, dan seterusnya transformasi ke sel-sel mikroglial yang dikenali sebagai morfologi. Dalam hal ini, dianggap bahawa fungsi paling penting mikroglia adalah perlindungan otak. Telah ditunjukkan bahawa apabila tisu saraf rosak, jumlah sel fagositik di dalamnya meningkat disebabkan oleh makrofag darah dan pengaktifan sifat phagocytic microglia. Mereka mengeluarkan neuron mati, sel glial dan unsur strukturnya, zarah asing fagositik.

Sel Schwann membentuk sarung myelin gentian saraf periferal di luar CNS. Membran sel ini berulang kali dibungkus serat saraf, dan ketebalan sarung myelin yang dihasilkan mungkin melebihi diameter serat saraf. Panjang kawasan myelinated serat saraf ialah 1-3 mm. Dalam selang antara mereka (interceptions of Ranvier), serat saraf tetap tertutup hanya oleh membran permukaan, yang mempunyai kegembiraan.

Salah satu sifat penting myelin adalah rintangan yang tinggi terhadap arus elektrik. Ini disebabkan oleh kandungan sphingomyelin dan fosfolipid yang lain dalam myelin, yang memberikan sifat penebat semasa. Dalam bidang serat saraf bersalut myelin, proses menghasilkan impuls saraf adalah mustahil. Impuls saraf dihasilkan hanya pada membran pintasan Ranvier, yang memberikan kadar pengaliran impuls saraf yang lebih tinggi kepada gentian saraf myelinated berbanding dengan yang tidak dikenali.

Adalah diketahui bahawa struktur myelin dengan mudah boleh diganggu oleh serangan berjangkit, iskemia, traumatik, kerosakan toksik kepada sistem saraf. Pada masa yang sama, proses demamelination gentian saraf berkembang. Terutamanya kerapkali demamelination berkembang dalam pelbagai sklerosis. Akibat demilelin, kelajuan impuls saraf di sepanjang serat saraf berkurang, kelajuan penghantaran maklumat ke otak dari reseptor dan dari neuron ke organ eksekutif berkurang. Ini boleh membawa kepada kepekaan deria sensitif, pergerakan terjejas, pengawalseliaan fungsi organ dalaman dan lain-lain akibat yang serius.

Struktur dan fungsi neuron

Neuron (sel saraf) adalah unit struktur dan fungsi sistem saraf pusat.

Struktur anatomi dan sifat-sifat neuron memastikan pemenuhan fungsi utamanya: pelaksanaan metabolisme, pengeluaran tenaga, persepsi berbagai isyarat dan pemprosesan mereka, pembentukan atau penyertaan dalam tindak balas tindak balas, penjanaan dan pengalihan impuls saraf, penyatuan neuron ke dalam litar saraf yang menyediakan kedua reaksi refleks paling mudah dan fungsi otak integratif yang lebih tinggi.

Neuron terdiri daripada badan sel saraf dan proses akson dan dendrit.

Rajah. 2. Struktur neuron

Sel syaraf badan

Badan (perikaryon, soma) neuron dan prosesnya diliputi sepanjang membran neuron. Membran badan sel berbeza dari membran akson dan dendrite dengan kandungan pelbagai saluran ion, reseptor, kehadiran sinapsinya.

Dalam badan neuron, terdapat neuroplasma dan nukleus dibatasi oleh membran, retikulum endoplasma kasar dan lancar, peralatan Golgi, dan mitokondria. Kromosom nukleus neuron mengandungi satu set gen yang mengodkan sintesis protein yang diperlukan untuk pembentukan struktur dan pelaksanaan fungsi-fungsi badan neuron, proses dan sinapsinya. Ini adalah protein yang melaksanakan fungsi enzim, pembawa, saluran ion, reseptor, dan sebagainya. Sesetengah protein menjalankan fungsi apabila mereka berada dalam neuroplasma, manakala yang lain digabungkan ke dalam membran organelles, soma, dan proses neuron. Sesetengah daripada mereka, sebagai contoh, enzim yang diperlukan untuk sintesis neurotransmitter, diangkut melalui pengangkutan axonal ke terminal akson. Dalam badan sel, peptida disintesis yang diperlukan untuk aktiviti penting akson dan dendrit (contohnya, faktor pertumbuhan). Oleh itu, apabila badan neuron rosak, prosesnya merosot dan runtuh. Jika badan neuron dipelihara dan prosesnya rosak, maka pemulihan yang perlahan (regenerasi) dan pemulihan pemuliharaan otot atau organ yang dihina itu berlaku.

Tapak sintesis protein di dalam tubuh neuron adalah retikulum endoplasma kasar (granul tigroid atau badan Nissl) atau ribosom bebas. Kandungan mereka dalam neuron adalah lebih tinggi daripada glial atau sel-sel badan yang lain. Dalam retikulum endoplasmik lancar dan radas Golgi, protein memperoleh pengesahan spatial intrinsik, disusun dan dihantar ke aliran pengangkutan ke struktur badan sel, dendrit atau akson.

Dalam banyak mitokondria neuron, hasil daripada proses fosforilasi oksidatif, ATP terbentuk, tenaga yang digunakan untuk mengekalkan aktiviti penting neuron, kerja pam ion dan mengekalkan asimetri kepekatan ionik pada kedua-dua belah membran. Oleh itu, neuron sentiasa bersedia untuk melihat isyarat berbeza, tetapi juga untuk bertindak balas kepada mereka - penjanaan impuls saraf dan penggunaannya untuk mengawal fungsi sel-sel lain.

Reseptor molekul membran sel, reseptor deria yang dibentuk oleh dendrit, dan sel sensori asal epitelium mengambil bahagian dalam mekanisme persepsi neuron dari pelbagai isyarat. Isyarat dari sel saraf lain boleh mencapai neuron melalui banyak sinaps yang terbentuk pada dendrit atau pada gel neuron.

Dendrit sel saraf

Dendrit dari neuron membentuk pokok dendritik, sifat cawangan dan saiznya bergantung kepada bilangan hubungan sinaptik dengan neuron lain (Rajah 3). Pada dendrit dari neuron terdapat beribu-ribu sinaps yang dibentuk oleh akson atau dendrites neuron lain.

Rajah. 3. Kenalan Synaptic dari interneyron. Anak panah di sebelah kiri menunjukkan kedatangan isyarat afferent kepada dendrit dan badan interneuron; di sebelah kanan, arah penyebaran isyarat efferent interneuron ke neuron lain.

Sinapsis boleh menjadi heterogen dalam fungsi (perencatan, penggambaran) dan jenis neurotransmitter yang digunakan. Membran dendritik yang terlibat dalam pembentukan sinapsis adalah membran postsynaptic mereka, yang mengandungi reseptor (saluran ion yang bergantung kepada ligand) kepada neurotransmitter yang digunakan dalam sinaps ini.

Sintesis excitatory (glutamatergic) terletak terutamanya pada permukaan dendrit, di mana terdapat ketinggian, atau pertumbuhan (1-2 μm), dipanggil duri. Terdapat saluran dalam membran tulang belakang, kebolehtelapan yang bergantung kepada perbezaan potensi transmembran. Dalam sitoplasma dendrit di kawasan duri, penengah sekunder transduksi isyarat intraselular, serta ribosom, di mana protein disintesis sebagai tindak balas kepada kedatangan isyarat sinaptik, dijumpai. Peranan sebenar duri tidak diketahui, tetapi jelas bahawa mereka meningkatkan kawasan permukaan pohon dendritik untuk membentuk sinapsis. Puncak juga struktur neuron untuk menerima isyarat masukan dan memprosesnya. Dendrit dan duri memberikan pemindahan maklumat dari pinggir ke badan neuron. Membran dendritik di kawasan penggalian dipolarisasi disebabkan oleh pengedaran ion-ion mineral yang tidak simetris, operasi pam ion dan kehadiran saluran ion di dalamnya. Ciri-ciri ini mendasari pemindahan maklumat sepanjang membran dalam bentuk arus bulat tempatan (electrotonically) yang berlaku di antara membran possynaptik dan kawasan membran dendrit yang bersebelahan dengannya.

Apabila mereka menyebarkan melalui membran dendrite, arus-arus tempatan adalah lembap, tetapi mereka cukup besar untuk menghantar isyarat kepada input sinaptik dendritik ke membran badan neuron. Saluran natrium dan kalium yang bergantung kepada potensi belum dikenal pasti dalam membran dendrite. Dia tidak mempunyai keceriaan dan keupayaan untuk menjana potensi tindakan. Walau bagaimanapun, diketahui bahawa potensi tindakan yang timbul pada membran gumpalan aksen dapat menyebar di sepanjangnya. Mekanisme fenomena ini tidak diketahui.

Dianggap bahawa dendrit dan duri adalah sebahagian daripada struktur saraf yang terlibat dalam mekanisme memori. Bilangan duri terutamanya tinggi dalam dendrit daripada neuron korteks cerebellar, ganglia basal, dan korteks serebrum. Kawasan pokok dendrit dan bilangan sinapsis berkurangan dalam beberapa bidang korteks serebrum orang tua.

Axon neuron

Akson adalah proses sel saraf yang tidak dijumpai di sel lain. Tidak seperti dendrit, bilangan yang berbeza untuk neuron, axon adalah sama untuk semua neuron. Panjangnya boleh mencapai sehingga 1.5 m. Pada titik di mana akson meninggalkan neuron, terdapat penebalan - sebuah bukit akson, ditutup dengan membran plasma, yang kemudiannya ditutup dengan myelin. Tapak bukit akson, yang ditemui oleh myelin, dipanggil segmen awal. Akson dari neuron, sehingga cawangan terakhir mereka, ditutup dengan sarung myelin, terganggu oleh interaksi Ranvier - kawasan tanpa mikroskopik (kira-kira 1 mikron).

Sepanjang akson (gentian myelinated dan unmyelinated) dilapisi dengan membran fosfolipid bilayer dengan molekul protein yang tertanam di dalamnya, yang berfungsi sebagai pengangkutan ion, saluran ion yang berpotensi berpotensi, dan lain-lain. Protein diagihkan secara sama rata dalam membran serat saraf uniaelinated, dan di membran serat saraf myelinated terutamanya dalam bidang interceptions Ranvier. Kerana tidak ada retikulum kasar dan ribosom dalam axoplasm, jelaslah bahawa protein-protein ini disintesis dalam tubuh neuron dan dihantar ke membran akson dengan pengangkutan aksen.

Ciri-ciri membran yang meliputi tubuh dan akson neuron adalah berbeza. Perbezaan ini terutamanya kebimbangan kebolehtelapan membran untuk ion mineral dan disebabkan oleh kandungan pelbagai jenis saluran ion. Jika kandungan saluran ion yang bergantung kepada ligand (termasuk membran postsynaptic) berlaku di dalam membran badan dan dendrit di dalam neuron, kemudian di membran akson, terutamanya dalam bidang Interceptions of Ranvier, terdapat ketumpatan tinggi natrium dan saluran kalium yang bergantung kepada voltan.

Polarisasi terkecil (kira-kira 30 mV) mempunyai membran segmen akson awal. Dalam bidang akson lebih jauh dari badan sel, magnitud potensi transmembran ialah kira-kira 70 mV. Nilai rendah polarisasi membran segmen awal akson menentukan bahawa dalam bidang ini membran neuron mempunyai kesungguhan terbesar. Di sinilah potensi postsynaptik yang berlaku pada membran dendrite dan badan sel akibat transformasi isyarat maklumat kepada neuron pada sinaps yang merebak melalui membran badan neuron menggunakan arus elektrik melingkar tempatan. Jika arus ini menyebabkan depolarization membran kapak akson ke tahap kritikal (E_kepada), maka neuron akan bertindak balas terhadap isyarat masuk dari sel-sel saraf yang lain dengan menghasilkan potensi tindakannya (dorongan saraf). Impuls saraf yang dihasilkan lebih lanjut dijalankan sepanjang axon ke saraf, sel otot atau kelenjar lain.

Pada membran segmen akson awal terdapat duri, di mana sinaps brek GABA-ergik terbentuk. Penerimaan isyarat sepanjang sinapsinya daripada neuron lain boleh menghalang penjanaan impuls saraf.

Klasifikasi dan jenis neuron

Pengelasan neuron dilakukan oleh ciri-ciri morfologi dan fungsi.

Dengan bilangan proses, neuron multipolar, bipolar, dan pseudounipolar dibezakan.

Dengan sifat hubungan dengan sel lain dan fungsi yang mereka lakukan, sensori, interkalasi dan neuron motor dibezakan. Neuron sensori juga dipanggil neuron aferen, dan prosesnya adalah sentripetal. Neuron yang melaksanakan fungsi penghantaran isyarat di antara sel-sel saraf dipanggil intercalated, atau bersekutu. Neurons, yang axons membentuk sinaps pada sel effector (otot, kelenjar), dirujuk sebagai motor, atau efferent, axons mereka dipanggil emparan.

Neuron afferen (sensitif) merasakan maklumat oleh reseptor deria, mengubahnya menjadi impuls saraf dan membawa kepada pusat saraf otak dan saraf tunjang. Badan-badan neuron sensitif terletak di ganglia tulang belakang dan tengkorak. Ini adalah neuron pseudo-unipolar, akson dan dendrite yang berlepas dari badan neuron bersama-sama dan kemudian berasingan. Dendrite pergi ke pinggir ke organ dan tisu dalam komposisi sensori atau saraf campuran, dan akson dalam komposisi akar posterior dimasukkan ke dalam tanduk dorsal saraf tunjang atau dalam komposisi saraf kranial di otak.

Inserted, atau bersekutu, neuron melaksanakan fungsi memproses maklumat masuk dan, khususnya, memastikan penutupan lengkung refleks. Badan-badan neuron ini terletak pada masalah kelabu otak dan saraf tunjang.

Neuro-neuron juga melakukan fungsi memproses maklumat masuk dan menghantar impuls saraf eferent dari otak dan saraf tunjang ke sel-sel eksekutif (effector) organ.

Aktiviti Bersepadu Neuron

Setiap neuron menerima sebilangan besar isyarat melalui banyak sinaps yang terletak pada dendrit dan badannya, serta melalui reseptor molekul membran plasma, sitoplasma dan nukleus. Transmisi isyarat menggunakan pelbagai jenis neurotransmitter, neuromodulator dan molekul isyarat yang lain. Jelas, untuk membentuk tindak balas kepada kedatangan serentak pelbagai isyarat, neuron mesti dapat mengintegrasikannya.

Set proses yang menyediakan pemprosesan isyarat masuk dan pembentukan tindak balas neuron kepada mereka, termasuk dalam konsep aktiviti integratif neuron.

Persepsi dan pemprosesan isyarat yang tiba di neuron dijalankan dengan penyertaan dendrit, badan sel dan gumpalan akson neuron (Rajah 4).

Rajah. 4. Integrasi isyarat neuron.

Salah satu varian pemprosesan dan integrasi mereka (penjumlahan) adalah transformasi dalam sinaps dan penjumlahan potensi postsynaptic pada membran badan dan proses-proses neuron. Isyarat yang ditakrifkan ditukarkan pada sinapsis kepada ayunan perbezaan potensi penutupan postsynaptic (potensi postsynaptic). Bergantung pada jenis sinaps, isyarat yang diterima boleh diubah menjadi perubahan kecil (0.5-1.0 mV) yang berputar-putar dalam perbezaan potensi (EPSP - sinapsur ditunjukkan sebagai bulatan cahaya dalam rajah) atau hyperpolarizing (TPPS - sinapsis ditunjukkan sebagai hitam dalam rajah bulatan). Isyarat pelbagai boleh secara serentak tiba di titik-titik berbeza dari neuron, beberapa di antaranya berubah menjadi EPSP, dan yang lain - ke dalam TPPS.

Ini turun naik perbezaan potensi yang disebarkan oleh arus pekeliling tempatan merentas membran neuron ke arah knoll axon dalam bentuk gelombang depolarization (dalam skema putih) dan hyperpolarisasi (dalam skema hitam), ditapis di antara satu sama lain (kawasan kelabu). Dalam superposition ini, amplitud gelombang dalam satu arah dijumlahkan, manakala yang bertentangan dikurangkan (dilicinkan). Penjelasan algebra seperti perbezaan potensi pada membran disebut penjumlahan ruang (Rajah 4 dan 5). Hasil daripada penjumlahan ini boleh sama ada depolarisasi membran kapak akson dan penjanaan impuls saraf (kes 1 dan 2 dalam Rajah 4), atau hiperpolarisasi dan pencegahan permulaan impuls saraf (kes 3 dan 4 dalam Rajah 4).

Untuk mengalihkan perbezaan potensial membran bukaan akson (kira-kira 30 mV) ke E_kepada, ia mesti diturunkan kepada 10-20 mV. Ini akan membawa kepada penemuan saluran natrium yang berpotensi berpotensi yang ada di dalamnya dan penjanaan impuls saraf. Sejak bila PD tiba dan berubah menjadi EPSP, depolarization membran boleh mencapai sehingga 1 mV, dan penyebaran ke hillock axonal datang dengan pelemahan, untuk menghasilkan dorongan saraf, kemasukan serentak ke neuron diperlukan melalui sinaps excitatory 40-80 impuls saraf dari neuron lain dan penjumlahan bilangan ipsp yang sama.

Rajah. 5. Penjumlahan spatial dan temporal bagi neuron EPSP; a - BSPP setiap rangsangan tunggal; dan - VPSP untuk pelbagai rangsangan daripada afferents yang berbeza; c - I-VPSP untuk rangsangan yang kerap melalui serat saraf tunggal

Jika pada masa ini, sejumlah impuls saraf mencapai neuron melalui sinaps penghambatan, maka pengaktifan dan pembangkitan impuls saraf tindak balas akan dapat dilakukan sementara pada masa yang sama meningkatkan aliran isyarat melalui sinaps excitatory. Di bawah syarat-syarat apabila isyarat yang datang dari sinaps melawan menyebabkan hiperpolarisasi membran neuron, bersamaan dengan atau lebih besar daripada depolarisasi yang disebabkan oleh isyarat yang berasal dari sinaps excitatory, depolarization membran kapak akson tidak mungkin untuk menghasilkan impuls saraf dan menjadi tidak aktif.

Neuron juga melakukan penjumlahan sementara isyarat EPSP dan TPPS yang tiba di situ hampir pada masa yang sama (lihat Rajah 5). Perubahan perbezaan potensi yang disebabkan oleh mereka di kawasan berhampiran sinaptik juga boleh disimpulkan secara algebra, yang disebut penjumlahan sementara.

Oleh itu, setiap impuls saraf yang dijana oleh neuron, serta tempoh kesunyian neuron, mengandungi maklumat dari banyak sel-sel saraf yang lain. Biasanya, semakin tinggi kekerapan isyarat dari sel lain ke neuron, lebih kerap ia menghasilkan impuls saraf tindak balas yang dihantar oleh akson ke saraf atau sel effector lain.

Kerana hakikat bahawa saluran natrium wujud di dalam membran badan neuron dan juga dendritnya (walaupun dalam jumlah yang kecil), potensi tindakan yang telah timbul pada membran kapak akson boleh meluas ke badan dan sebahagian daripada dendrit neuron. Kepentingan fenomena ini tidak cukup jelas, tetapi diandaikan bahawa potensi tindakan penyebaran itu dapat melancarkan semua arus setempat pada membran, membatalkan potensi dan menyumbang kepada persepsi yang lebih berkesan oleh neuron maklumat baru.

Reseptor molekul terlibat dalam transformasi dan integrasi isyarat yang tiba di neuron. Pada masa yang sama, rangsangan mereka dengan memberi isyarat kepada molekul boleh dilakukan melalui inisiasi (oleh G-proteins, mediator kedua), memulakan perubahan dalam keadaan saluran ion, transformasi isyarat yang diterima ke dalam ayunan perbezaan potensi dalam membran neuron, penjumlahan dan pembentukan tindak balas neuron dalam bentuk dorongan saraf atau perencatan saraf.

Transformasi isyarat oleh reseptor molekul metabotropik suatu neuron disertai oleh tindak balasnya dalam bentuk mencetuskan lekukan transformasi intrasel. Tanggapan neuron dalam kes ini boleh menjadi percepatan metabolisme umum, peningkatan pembentukan ATP, tanpa mana mustahil untuk meningkatkan aktiviti fungsinya. Menggunakan mekanisme ini, neuron mengintegrasikan isyarat yang diterima untuk meningkatkan kecekapan aktivitinya sendiri.

Transformasi intracellular dalam neuron, yang dimulakan oleh isyarat yang diterima, sering membawa kepada peningkatan dalam sintesis molekul protein, yang berlaku dalam neuron sebagai penerima, saluran ion, dan pembawa. Dengan meningkatkan bilangan mereka, neuron menyesuaikan diri dengan sifat isyarat masuk, meningkatkan kepekaan terhadap yang lebih penting dan melemahkan - kepada yang kurang penting.

Mendapatkan beberapa isyarat oleh neuron boleh disertai dengan ungkapan atau penindasan gen tertentu, contohnya, yang mengawal sintesis neuromodulator peptida. Oleh kerana mereka dihantar ke terminal axon neuron dan digunakan untuk meningkatkan atau melemahkan kesan neurotransmitternya pada neuron lain, neuron, sebagai tindak balas kepada isyarat yang diterima olehnya, mungkin mempunyai kesan yang lebih kuat atau lebih lemah pada sel-sel saraf yang dikendalikannya. Memandangkan kesan modulasi neuropeptida dapat bertahan lama, pengaruh neuron pada sel-sel saraf yang lain juga boleh bertahan lama.

Oleh itu, terima kasih kepada keupayaan untuk mengintegrasikan pelbagai isyarat, neuron boleh bertindak balas secara halus kepada mereka dengan pelbagai tindak balas, membolehkan ia berkesan menyesuaikan diri dengan sifat isyarat masuk dan menggunakannya untuk mengatur fungsi sel-sel lain.

Litar saraf

Neuron CNS berinteraksi antara satu sama lain, membentuk pelbagai sinaps di tapak hubungan. Pencen saraf yang terhasil berulang kali meningkatkan fungsi sistem saraf. Litar saraf yang paling biasa termasuk: litar neural tempatan, hierarki, konvergen, dan berbeza dengan satu input (Rajah 6).

Litar neural tempatan dibentuk oleh dua atau lebih neuron. Dalam kes ini, salah satu daripada neuron (1) akan memberikan cagak akson kepada neuron (2), membentuk sinaps akosomatik pada tubuhnya, dan kedua - membentuk sinaps pada badan neuron pertama dengan akson. Rangkaian saraf tempatan boleh berfungsi sebagai perangkap di mana impuls saraf dapat beredar untuk masa yang lama dalam bulatan yang dibentuk oleh beberapa neuron.

Kemungkinan peredaran jangka panjang gelombang pengujaan (impuls saraf) yang muncul sekali disebabkan oleh penghantaran ke struktur cincin, secara eksperimen menunjukkan Profesor IA Vetokhin dalam eksperimen pada cincin neural ubur-ubur.

Peredaran sirkular impuls saraf di sepanjang litar saraf tempatan melakukan fungsi mengubah rhythm of excitations, memberikan kemungkinan pengujaan berpanjangan pusat-pusat saraf selepas pemberhentian isyarat kepada mereka, dan mengambil bahagian dalam mekanisme menyimpan maklumat yang masuk.

Rantaian tempatan juga boleh melakukan fungsi brek. Contohnya adalah perencatan yang berulang, yang direalisasikan dalam rantaian saraf setempat yang paling mudah di dalam saraf tunjang, dibentuk oleh a-motoneuron dan sel Renshaw.

Rajah. 6. Litar saraf yang paling mudah bagi sistem saraf pusat. Huraian dalam teks

Dalam kes ini, pengujaan yang timbul dalam neuron motor, merebak di sepanjang cawangan akson, mengaktifkan sel Renshaw, yang menghalang neuron a-motor.

Rantaian konvergen dibentuk oleh beberapa neuron, salah satunya (biasanya efferent) menumpu atau menumpuk akson beberapa sel lain. Rantai sedemikian diedarkan secara meluas dalam sistem saraf pusat. Contohnya, neuron piramid daripada korteks motor utama menumpuk akson banyak neuron dalam bidang sensitif korteks. Pada neuron motor tanduk ventral sumbu tunjang tulang belakang beribu-ribu neuron sensitif dan diselaraskan dengan pelbagai peringkat konvergen CNS. Rantaian konvergen memainkan peranan penting dalam mengintegrasikan isyarat dengan neuron eferen dan menyelaraskan proses fisiologi.

Rantai divergen dengan satu input dibentuk oleh neuron dengan axon cawangan, setiap cawangan yang membentuk sinaps dengan sel saraf yang berbeza. Litar ini melaksanakan fungsi penghantaran isyarat secara serentak dari satu neuron ke banyak neuron lain. Ini dicapai dengan cawangan kuat (pembentukan beberapa ribu ranting) akson. Neuron semacam ini sering dijumpai di dalam nukleus pembentukan tulang belakang batang otak. Mereka memberikan peningkatan pesat dalam kegembiraan pelbagai bahagian otak dan penggerak rizab fungsinya.