Ajuraku neuronid. Kuidas aju töötab. Unistused. Milliste lihastega on motoorsed neuronid ühenduses?

Rakkude võime reageerida välismaailma stiimulitele on elusorganismi põhikriteerium. Närvikoe struktuurielemendid - imetajate ja inimese neuronid - on võimelised muutma stiimuleid (valgus, lõhn, helilained) ergastusprotsessiks. Selle lõpptulemus on keha adekvaatne reaktsioon erinevatele keskkonnamõjudele. Selles artiklis uurime, millist funktsiooni täidavad aju ja närvisüsteemi perifeersete osade neuronid, ning käsitleme ka neuronite klassifikatsiooni seoses nende funktsioneerimise omadustega elusorganismides.

Närvikoe moodustumine

Enne neuroni funktsioonide uurimist mõelgem, kuidas moodustuvad neurotsüüdid. Neurula staadiumis areneb embrüol neuraaltoru. See moodustub ektodermaalsest kihist, millel on paksenemine - närviplaat. Toru laiendatud ots moodustab lisaks viis osa ajumullide kujul. Neist põhiosa neuraaltorust moodustub embrüonaalse arengu käigus, millest tekib 31 paari närve.

Ajus paiknevad neuronid ühinevad tuumadeks. Neist väljub 12 paari kraniaalnärve. Inimkehas eristub närvisüsteem keskseks sektsiooniks - aju- ja seljaajuks, mis koosneb neurotsüütrakkudest ning tugikoeks - neurogliaks. Perifeerne sektsioon koosneb somaatilisest ja vegetatiivsest osast. Nende närvilõpmed innerveerivad kõiki keha organeid ja kudesid.

Neuronid on närvisüsteemi struktuuriüksused

Neil on erinev suurus, kuju ja omadused. Neuroni funktsioonid on mitmekesised: osalemine reflekskaarte moodustamises, väliskeskkonna ärrituse tajumine, tekkiva ergastuse ülekandmine teistele rakkudele. Neuronist ulatuvad mitmed protsessid. Pikk on akson, lühikesed hargnevad ja neid nimetatakse dendriitideks.

Tsütoloogilised uuringud näitasid närviraku kehas ühe või kahe tuumaga tuuma, hästi moodustunud endoplasmaatilise retikulumi, palju mitokondreid ja võimsa valke sünteesiva aparaadi. Seda esindavad ribosoomid ning RNA ja mRNA molekulid. Need ained moodustavad neurootsüütide spetsiifilise struktuuri – Nissli aine. Närvirakkude omapära – protsesside suur hulk – aitab kaasa sellele, et neuroni põhifunktsiooniks on ülekanne.Seda pakuvad nii dendriidid kui ka akson. Esimesed tajuvad signaale ja edastavad need neurotsüüdi kehasse ning akson, ainuke väga pikk protsess, juhib ergastust teistele närvirakkudele Jätkates vastuse leidmist küsimusele: millist funktsiooni neuronid täidavad, pöördume selle poole. sellise aine nagu neuroglia struktuur.

Närvikoe struktuurid

Neurotsüüdid on ümbritsetud spetsiaalse ainega, millel on toetavad ja kaitsvad omadused. Sellel on ka iseloomulik jagunemisvõime. Seda seost nimetatakse neurogliaks.

See struktuur on tihedalt seotud närvirakkudega. Kuna neuroni põhifunktsioonid on närviimpulsside tekitamine ja juhtimine, mõjutavad gliiarakud ergastusprotsessid ja muudavad nende elektrilisi omadusi. Lisaks troofilistele ja kaitsefunktsioonidele tagab glia neurotsüüdides metaboolseid reaktsioone ja aitab kaasa närvikoe plastilisusele.

Ergastusmehhanism neuronites

Iga närvirakk moodustab teiste neurotsüüdidega mitu tuhat kontakti. Ergastusprotsesside aluseks olevad elektriimpulsid kanduvad neuronikehast edasi mööda aksonit ja see puutub kokku närvikoe teiste struktuurielementidega või siseneb otse tööorganisse, näiteks lihasesse. Et teha kindlaks, millist funktsiooni neuronid täidavad, on vaja uurida ergastuse ülekandemehhanismi. Seda teostavad aksonid. Motoorsetes närvides on need kaetud ja neid nimetatakse pulpiliseks. Seal on müeliniseerimata protsessid. Nende kaudu peab erutus sisenema naabernurotsüütidesse.

Mis on sünaps

Kahe raku kokkupuutepunkti nimetatakse sünapsiks. Ergastuse ülekandmine selles toimub kas keemiliste ainete - vahendajate abil või ioonide liikumisel ühelt neuronilt teisele, see tähendab elektriliste impulsside abil.

Sünapside moodustumise kaudu loovad neuronid ajutüve ja seljaaju võrgustruktuuri. Seda nimetatakse pikliku medulla alumisest osast algavaks ja see hõlmab ajutüve tuumasid või aju neuroneid. Võrgustruktuur säilitab ajukoore aktiivset seisundit ja kontrollib seljaaju reflektoorseid toiminguid.

Tehisintellekt

Kesknärvisüsteemi neuronite vaheliste sünaptiliste ühenduste ideed ja retikulaarse teabe funktsioonide uurimine on praegu teaduses kehastatud kunstliku närvivõrgu kujul. Selles on ühe tehisnärviraku väljundid ühendatud teise sisenditega spetsiaalsete ühendustega, mis dubleerivad nende funktsioone tõeliste sünapsidena. Tehisneuroarvuti neuroni aktiveerimisfunktsioon on kõigi tehisnärvirakku sisenevate sisendsignaalide liitmine, mis muundatakse lineaarse komponendi mittelineaarseks funktsiooniks. Seda nimetatakse ka käivitamise (ülekande) funktsiooniks. Tehisintellekti loomisel levisid enim neuroni lineaarsed, poollineaarsed ja astmelise aktiveerimise funktsioonid.

Aferentsed neurotsüüdid

Neid nimetatakse ka tundlikeks ja neil on lühikesed protsessid, mis sisenevad naha rakkudesse ja kõikidesse siseorganitesse (retseptoritesse). Tajudes väliskeskkonnast tulenevat ärritust, muudavad retseptorid need ergastusprotsessiks. Sõltuvalt stiimuli tüübist jagatakse närvilõpmed: termoretseptorid, mehhanoretseptorid, notsitseptorid. Seega on sensoorse neuroni funktsioonid stiimulite tajumine, nende eristamine, erutuse tekitamine ja selle edastamine kesknärvisüsteemi. Sensoorsed neuronid sisenevad seljaaju dorsaalsesse sarve. Nende kehad asuvad väljaspool kesknärvisüsteemi asuvates sõlmedes (ganglionid). Nii moodustuvad kraniaal- ja seljaajunärvide ganglionid. Aferentsetel neuronitel on suur hulk dendriite, koos aksoni ja kehaga on nad kõigi refleksikaarte oluline komponent. Seetõttu seisnevad funktsioonid nii erutusprotsessi ülekandmises pea- ja seljaajusse kui ka reflekside moodustamises osalemises.

Interneuroni omadused

Jätkates närvikoe struktuurielementide omaduste uurimist, saame teada, millist funktsiooni interneuronid täidavad. Seda tüüpi närvirakud saavad sensoorselt neurotsüüdilt bioelektrilisi impulsse ja edastavad need:

a) muud interneuronid;

b) motoorsed neurotsüüdid.

Enamikul interneuronitel on aksonid, mille terminaalsed osad on ühendatud ühe keskuse neurotsüütidega.

Interkalaarne neuron, mille funktsioonideks on ergastuse integreerimine ja selle edasine levimine kesknärvisüsteemi osadesse, on enamiku tingimusteta reflekside ja konditsioneeritud reflekside närvikaarte kohustuslik komponent. Ergutavad interneuronid soodustavad signaaliülekannet neurootsüütide funktsionaalsete rühmade vahel. Inhibeerivad interkalaarsed närvirakud saavad tagasisideühenduste kaudu ergastust omaenda keskusest. See aitab kaasa sellele, et interneuron, mille funktsioonideks on närviimpulsside edastamine ja pikaajaline säilitamine, tagab sensoorsete seljaajunärvide aktiveerumise.

Motoorse neuroni funktsioon

Motoorne neuron on reflekskaare viimane struktuuriüksus. Sellel on suur keha, mis on suletud seljaaju eesmistesse sarvedesse. Nendel närvirakkudel, mis innerveerivad, on nende motoorsete elementide nimed. Teised eferentsed neurotsüüdid sisenevad näärmete sekreteerivatesse rakkudesse ja põhjustavad vastavate ainete vabanemist: eritised, hormoonid. Tahtmatute, st tingimusteta reflektoorsete toimingute (neelamine, süljeeritus, roojamine) korral ulatuvad eferentsed neuronid seljaajust või ajutüvest. Keeruliste toimingute ja liigutuste tegemiseks kasutab keha kahte tüüpi tsentrifugaalseid neurotsüüte: keskmootorit ja perifeerset mootorit. Tsentraalse motoorse neuroni keha asub ajukoores, Rolandi lõhe lähedal.

Perifeersete motoorsete neurootsüütide kehad, mis innerveerivad jäsemete, kehatüve ja kaela lihaseid, asuvad seljaaju eesmistes sarvedes ja nende pikad protsessid - aksonid - väljuvad eesmistest juurtest. Need moodustavad 31 paari seljaaju närvide motoorsed kiud. Perifeersed motoorsed neurotsüüdid, mis innerveerivad näo-, neelu-, kõri- ja keelelihaseid, paiknevad vaguse, hüpoglossaalsete ja glossofarüngeaalsete kraniaalnärvide tuumades. Järelikult on motoorse neuroni põhifunktsiooniks ergastuse takistamatu juhtimine lihastesse, sekreteerivatesse rakkudesse ja muudesse tööorganitesse.

Ainevahetus neurootsüütides

Neuronite põhifunktsioonid - bioelektrilise energia moodustamine ja selle edastamine teistele närvirakkudele, lihastele, sekreteerivatele rakkudele - määravad neurotsüüdi struktuurilised iseärasused, aga ka spetsiifilised metaboolsed reaktsioonid. Tsütoloogilised uuringud on tõestanud, et neuronid sisaldavad suurel hulgal mitokondreid, mis sünteesivad ATP molekule, mis on paljude ribosoomiosakestega välja töötatud granulaarne retikulum. Nad sünteesivad aktiivselt raku valke. Närviraku membraan ja selle protsessid - akson ja dendriidid - täidavad molekulide ja ioonide selektiivse transpordi funktsiooni. Neurotsüütide metaboolsed reaktsioonid toimuvad erinevate ensüümide osalusel ja neid iseloomustab kõrge intensiivsus.

Ergastuse ülekandmine sünapsidesse

Arvestades neuronite ergastusmehhanismi, saime tuttavaks sünapsidega - moodustistega, mis tekivad kahe neurotsüüdi kokkupuutepunktis. Ergutused esimeses närvirakus on põhjustatud keemiliste ainete molekulide – vahendajate – moodustumisest selle aksoni tagatistes. Nende hulka kuuluvad aminohapped, atsetüülkoliin, norepinefriin. Vabanedes sünoptiliste lõppude vesiikulitest sünopsilõhesse, võib see mõjutada nii oma postsünaptilist membraani kui ka naaberneuronite membraane.

Neurotransmitteri molekulid toimivad stiimulina teise närviraku jaoks, põhjustades selle membraanis laengu muutusi - aktsioonipotentsiaali. Seega levib erutus kiiresti mööda närvikiude ja jõuab kesknärvisüsteemi osadesse või siseneb lihastesse ja näärmetesse, pannes need adekvaatselt toimima.

Neuronaalne plastilisus

Teadlased on leidnud, et embrüogeneesi ajal, nimelt neurulatsiooni staadiumis, areneb ektodermist välja väga suur hulk primaarseid neuroneid. Umbes 65% neist sureb enne inimese sündi. Ontogeneesi käigus jätkatakse osa ajurakkude elimineerimist. See on loomulik programmeeritud protsess. Neurotsüüdid, erinevalt epiteeli- või siderakkudest, ei ole võimelised jagunema ja taastuma, kuna nende protsesside eest vastutavad geenid on inimese kromosoomides inaktiveeritud. Aju ja vaimne jõudlus võib aga püsida palju aastaid ilma oluliselt langemata. Seda seletatakse asjaoluga, et ontogeneesi käigus kaotatud neuroni funktsioonid võtavad üle teised närvirakud. Nad peavad suurendama ainevahetust ja looma uusi täiendavaid närviühendusi, et kompenseerida kaotatud funktsioone. Seda nähtust nimetatakse neurotsüüdi plastilisuseks.

Mis kajastub neuronites

Kahekümnenda sajandi lõpus tuvastas rühm Itaalia neurofüsiolooge huvitava fakti: närvirakkudes on võimalik teadvuse peegelpeegeldus. See tähendab, et ajukoores moodustub nende inimeste teadvuse fantoom, kellega me suhtleme. Peegelsüsteemi kuuluvad neuronid toimivad ümbritsevate inimeste vaimse tegevuse resonaatoritena. Seetõttu suudab inimene ennustada oma vestluskaaslase kavatsusi. Selliste neurotsüütide struktuur pakub ka spetsiaalset psühholoogilist nähtust, mida nimetatakse empaatiaks. Seda iseloomustab võime tungida teise inimese tundemaailma ja tunda kaasa tema tunnetele.

Iga inimkeha struktuur koosneb konkreetsetest kudedest, mis on omased elundile või süsteemile. Närvikoes - neuron (neurotsüüt, närv, neuron, närvikiud). Mis on aju neuronid? See on aju osaks oleva närvikoe struktuurne ja funktsionaalne üksus. Lisaks neuroni anatoomilisele määratlusele on olemas ka funktsionaalne - see on elektriimpulssidest erutatud rakk, mis on keemiliste ja elektriliste signaalide abil võimeline töötlema, salvestama ja edastama teavet teistele neuronitele.

Närviraku struktuur ei ole nii keeruline kui teiste kudede spetsiifiliste rakkude struktuur, see määrab ka selle funktsiooni. Neurotsüüt koosneb kehast (teine ​​nimi on soma) ja protsessidest - aksonist ja dendriidist. Iga neuroni element täidab oma funktsiooni. Sooma ümbritseb rasvkoe kiht, mis võimaldab läbida ainult rasvlahustuvaid aineid. Keha sees on tuum ja muud organellid: ribosoomid, endoplasmaatiline retikulum ja teised.

Lisaks neuronitele endile domineerivad ajus järgmised rakud, nimelt: gliaalne rakud. Nende funktsioonide tõttu nimetatakse neid sageli ajuliimiks: glia toimib neuronite tugifunktsioonina, pakkudes neile keskkonda. Gliaalkude annab närvikoele võime taastuda, toita ja aidata kaasa närviimpulsside tekkele.

Neuronite arv ajus on neurofüsioloogia valdkonna teadlasi alati huvitanud. Seega varieerus närvirakkude arv 14 miljardist 100-ni. Brasiilia spetsialistide hiljutised uuringud näitasid, et neuronite arv on keskmiselt 86 miljardit rakku.

Protsessid

Töövahenditeks neuroni käes on protsessid, tänu millele suudab neuron täita oma funktsiooni info edastajana ja talletajana. Just protsessid moodustavad laia närvivõrgustiku, mis võimaldab inimese psüühikal end kogu oma hiilguses ilmutada. On müüt, et inimese vaimsed võimed sõltuvad neuronite arvust või aju kaalust, kuid see pole nii: need inimesed, kelle ajuväljad ja alamväljad on kõrgelt arenenud (mitu korda rohkem), saavad geeniusteks. Tänu sellele saavad teatud funktsioonide eest vastutavad väljad neid funktsioone loomingulisemalt ja kiiremini täita.

Axon

Akson on neuroni pikk jätk, mis edastab närviimpulsse närvisoomist teistele sarnastele rakkudele või organitele, mida innerveerib teatud närvisamba osa. Loodus on andnud selgroogsetele boonuse - müeliinikiu, mille struktuur sisaldab Schwanni rakke, mille vahel on väikesed tühjad alad - Ranvieri sõlmed. Mööda neid, nagu redelil, hüppavad närviimpulsid ühest piirkonnast teise. Selline struktuur võimaldab info edastamist mitu korda kiirendada (kuni umbes 100 meetrit sekundis). Elektrilise impulsi liikumiskiirus piki müeliinita kiudu on keskmiselt 2-3 meetrit sekundis.

Dendriidid

Teine närvirakkude pikendamise tüüp on dendriidid. Erinevalt pikast ja tahkest aksonist on dendriit lühike ja hargnenud struktuur. See protsess ei ole seotud teabe edastamisega, vaid ainult selle vastuvõtmisega. Seega jõuab erutus neuronikehasse lühikeste dendriitharude abil. Teabe keerukuse, mida dendriit on võimeline vastu võtma, määravad selle sünapsid (spetsiifilised närviretseptorid), nimelt selle pinna läbimõõt. Dendriidid on tänu tohutule arvule selgroogudele võimelised looma sadu tuhandeid kontakte teiste rakkudega.

Ainevahetus neuronis

Närvirakkude eripäraks on nende ainevahetus. Ainevahetus neurotsüüdis eristub selle suure kiiruse ja aeroobsete (hapnikupõhiste) protsesside ülekaalu poolest. Seda raku omadust seletatakse sellega, et aju töö on äärmiselt energiamahukas ja selle hapnikuvajadus on suur. Kuigi aju kaalub vaid 2% kehamassist, on selle hapnikutarbimine ligikaudu 46 ml/min, mis moodustab 25% keha kogutarbimisest.

Ajukoe peamine energiaallikas peale hapniku on glükoos, kus see läbib keerukaid biokeemilisi muutusi. Lõppkokkuvõttes vabaneb suhkruühenditest suur hulk energiat. Seega saab vastuse küsimusele, kuidas ajus närviühendusi parandada: sööge glükoosiühendeid sisaldavaid toite.

Neuronite funktsioonid

Vaatamata oma suhteliselt lihtsale struktuurile on neuronil palju funktsioone, millest peamised on järgmised:

• ärrituse tajumine;
• stiimuli töötlemine;
• impulsi edastamine;
• vastuse moodustumine.

Funktsionaalselt jagunevad neuronid kolme rühma:

Aferentsed(tundlik või sensoorne). Selle rühma neuronid tajuvad, töötlevad ja saadavad kesknärvisüsteemi elektrilisi impulsse. Sellised rakud paiknevad anatoomiliselt väljaspool kesknärvisüsteemi, kuid seljaaju neuronaalsetes klastrites (ganglionides) või samades kraniaalnärvide klastrites.

Vahendajad(ka neid neuroneid, mis ei ulatu kaugemale selja- ja ajust, nimetatakse interkalaarseteks). Nende rakkude eesmärk on tagada kontakt neurootsüütide vahel. Need asuvad närvisüsteemi kõigis kihtides.

Efferent(mootor, mootor). See närvirakkude kategooria vastutab keemiliste impulsside edastamise eest innerveeritud täidesaatvatele organitele, tagades nende jõudluse ja seadistades nende funktsionaalse seisundi.

Lisaks eristatakse närvisüsteemis funktsionaalselt veel ühte rühma - inhibeerivaid närve (vastutavad raku ergutamise pärssimise eest). Sellised rakud peavad vastu elektripotentsiaali levimisele.

Neuronite klassifikatsioon

Närvirakud on mitmekesised, nii et neuroneid saab klassifitseerida nende erinevate parameetrite ja atribuutide alusel, nimelt:

• Keha kuju. Erinevate soomakujudega neurotsüüdid asuvad aju erinevates osades:
  • tähekujuline;
  • fusiform;
  • püramiidsed (Betzi rakud).
• Võrsete arvu järgi:
  • unipolaarne: on üks protsess;
  • bipolaarne: kehas on kaks protsessi;
  • multipolaarne: selliste rakkude somas paiknevad kolm või enam protsessi.
• Neuronide pinna kontaktomadused:
  • aksosomaatiline. Sel juhul puutub akson kokku närvikoe naaberraku somaga;
  • akso-dendriitne. Seda tüüpi kontakt hõlmab aksoni ja dendriidi ühendamist;
  • akso-aksonaalne. Ühe neuroni aksonil on ühendused teise närviraku aksoniga.

Neuronite tüübid

Teadlike liigutuste läbiviimiseks on vajalik, et aju motoorsetes konvolutsioonides tekkiv impulss jõuaks vajalike lihasteni. Seega eristatakse järgmist tüüpi neuroneid: tsentraalne motoorne neuron ja perifeerne motoorne neuron.

Esimest tüüpi närvirakud pärinevad eesmisest tsentraalsest gyrusest, mis asub aju suurima sulkuse ees – nimelt Betzi püramiidrakkudest. Järgmisena süvenevad keskneuroni aksonid poolkeradesse ja läbivad aju sisemise kapsli.

Perifeersed motoorsed neurotsüüdid moodustuvad seljaaju eesmiste sarvede motoorsete neuronite poolt. Nende aksonid jõuavad erinevatesse moodustistesse, nagu põimikud, seljaajunärvi kobarad ja mis kõige tähtsam - esinevad lihased.

Neuronite areng ja kasv

Närvirakk pärineb prekursorrakust. Nende arenedes hakkavad aksonid kõigepealt kasvama; dendriidid küpsevad mõnevõrra hiljem. Neurotsüütide protsessi evolutsiooni lõpus moodustub rakusoomi väike ebakorrapärase kujuga tihendus. Seda moodustist nimetatakse kasvukoonuks. See sisaldab mitokondreid, neurofilamente ja torukesi. Raku retseptorsüsteemid küpsevad järk-järgult ja neurotsüüdi sünaptilised piirkonnad laienevad.

Rajad

Närvisüsteemil on oma mõjusfäärid kogu kehas. Juhtivate kiudude abil viiakse läbi süsteemide, elundite ja kudede närviregulatsioon. Aju kontrollib tänu laiale radade süsteemile täielikult keha iga struktuuri anatoomilist ja funktsionaalset seisundit. Neerud, maks, magu, lihased ja teised – kõike seda kontrollib aju, koordineerides ja reguleerides hoolikalt ja vaevaliselt iga koemillimeetrit. Ja ebaõnnestumise korral parandab ja valib sobiva käitumismudeli. Seega iseloomustab inimkeha tänu radadele autonoomia, eneseregulatsioon ja kohanemisvõime väliskeskkonnaga.

Ajurajad

Rada on närvirakkude kogum, mille ülesanne on vahetada teavet erinevate kehaosade vahel.

• Närvikiudude assotsiatsioon. Need rakud ühendavad erinevaid närvikeskusi, mis asuvad samas poolkeras.
• Kommissuraalsed kiud. See rühm vastutab teabevahetuse eest sarnaste ajukeskuste vahel.
• Projektsiooni närvikiud. See kiudude kategooria liigendab aju seljaajuga.
• Eksterotseptiivsed rajad. Nad kannavad elektrilisi impulsse nahalt ja teistelt sensoorsetelt organitelt seljaajusse.
• Propriotseptiivne. See radade rühm kannab signaale kõõlustelt, lihastelt, sidemetelt ja liigestelt.
• Interotseptiivsed teed. Selle trakti kiud pärinevad siseorganitest, veresoontest ja soolestiku mesenteeriast.

Koostoime neurotransmitteritega

Erineva asukohaga neuronid suhtlevad omavahel keemilise iseloomuga elektriimpulsside abil. Niisiis, mis on nende hariduse aluseks? On olemas niinimetatud neurotransmitterid (neurotransmitterid) – komplekssed keemilised ühendid. Aksoni pinnal on närvisünaps - kontaktpind. Ühel küljel on presünaptiline lõhe ja teisel pool postsünaptiline lõhe. Nende vahel on tühimik - see on sünaps. Retseptori presünaptilises osas on kotid (vesiikulid), mis sisaldavad teatud kogust neurotransmittereid (kvante).

Kui impulss läheneb sünapsi esimesele osale, käivitatakse keerukas biokeemiline kaskaadimehhanism, mille tulemusena avanevad vahendajatega kotid ja vaheaine kvantid voolavad sujuvalt pilusse. Selles etapis impulss kaob ja ilmub uuesti alles siis, kui neurotransmitterid jõuavad postsünaptilisse pilusse. Seejärel aktiveeruvad taas biokeemilised protsessid mediaatorite väravate avanemisega ja need, mis toimivad kõige väiksematele retseptoritele, muundatakse elektriimpulssiks, mis läheb kaugemale närvikiudude sügavustesse.

Vahepeal eristatakse nende samade neurotransmitterite erinevaid rühmi, nimelt:

• Inhibeerivad neurotransmitterid on ainete rühm, millel on ergastust pärssiv toime. Need sisaldavad:
  • gamma-aminovõihape (GABA);
  • glütsiin.
• Põnevad vahendajad:
  • atsetüülkoliin;
  • dopamiin;
  • serotoniin;
  • norepinefriin;
  • adrenaliin.

Kas närvirakud taastuvad?

Pikka aega arvati, et neuronid ei ole võimelised jagunema. See väide osutus tänapäevaste uuringute kohaselt aga valeks: mõnes ajuosas toimub neurotsüüdi prekursorite neurogenees. Lisaks on ajukoel märkimisväärsed neuroplastilisuse võimed. On palju juhtumeid, kus terve ajuosa võtab kahjustatud aju funktsiooni üle.

Paljud neurofüsioloogia valdkonna eksperdid on mõelnud, kuidas aju neuroneid taastada. Ameerika teadlaste hiljutised uuringud on näidanud, et neurootsüütide õigeaegseks ja nõuetekohaseks regenereerimiseks ei ole vaja kasutada kalleid ravimeid. Selleks peate lihtsalt koostama õige unegraafiku ja sööma õigesti, lisades oma dieeti B-vitamiinid ja madala kalorsusega toidud.

Kui aju närviühendustes tekib häire, on need võimelised taastuma. Siiski esineb tõsiseid närviühenduste ja -teede patoloogiaid, näiteks motoorsete neuronite haigusi. Seejärel tuleb pöörduda eriarstiabi poole, kus neuroloogid saavad välja selgitada patoloogia põhjuse ja formuleerida õige ravi.

Inimesed, kes on varem alkoholi tarvitanud või joovad, esitavad sageli küsimuse, kuidas taastada aju neuroneid pärast alkoholi. Spetsialist vastaks, et selleks tuleb süstemaatiliselt oma tervisega tegeleda. Tegevuste valik hõlmab tasakaalustatud toitumist, regulaarset liikumist, vaimset tegevust, jalutuskäike ja reisimist. On tõestatud, et aju närviühendused arenevad inimese jaoks täiesti uue teabe uurimise ja mõtisklemise kaudu.

Ebavajaliku teabega üleküllastumise, kiirtoiduturu olemasolu ja istuva eluviisi tingimustes on aju kvalitatiivselt vastuvõtlik erinevatele kahjustustele. Ateroskleroos, trombootiline moodustumine veresoontel, krooniline stress, infektsioonid – kõik see on otsene tee aju ummistumiseni. Vaatamata sellele on olemas ravimeid, mis taastavad ajurakke. Peamine ja populaarne rühm on nootroopsed ravimid. Sellesse kategooriasse kuuluvad ravimid stimuleerivad neurootsüütides ainevahetust, suurendavad vastupanuvõimet hapnikuvaegusele ja avaldavad positiivset mõju erinevatele vaimsetele protsessidele (mälu, tähelepanu, mõtlemine). Lisaks nootroopilistele ravimitele pakub farmaatsiaturg nikotiinhapet sisaldavaid ravimeid, veresoonte seinu tugevdavaid aineid ja teisi. Tuleb meeles pidada, et aju närviühenduste taastamine erinevate ravimite võtmisel on pikk protsess.

Alkoholi mõju ajule

Alkohol avaldab negatiivset mõju kõikidele organitele ja süsteemidele ning eriti ajule. Etüülalkohol tungib kergesti läbi aju kaitsebarjääride. Alkoholi metaboliit atseetaldehüüd on tõsine oht neuronitele: alkoholdehüdrogenaas (ensüüm, mis töötleb alkoholi maksas) tõmbab keha töötlemisprotsessi käigus ajust rohkem vedelikku, sealhulgas vett. Seega alkoholiühendid lihtsalt kuivatavad aju, tõmmates sellest vett välja, mille tagajärjel ajustruktuurid atroofeeruvad ja rakusurm. Alkoholi ühekordse tarvitamise puhul on sellised protsessid pöörduvad, mida ei saa öelda kroonilise alkoholitarbimise kohta, kui lisaks orgaanilistele muutustele kujunevad välja alkohooliku stabiilsed patoloogilised tunnused. Üksikasjalikum teave selle kohta, kuidas "Alkoholi mõju ajule" ilmneb.

Neuron, või neuron(Vana-Kreeka keelest. νεῦρον - kiud, närv) - väga spetsialiseerunud rakk, närvisüsteemi struktuurne ja funktsionaalne üksus. Neuron on elektriliselt ergastav rakk, mis on loodud vastu võtma, töötlema, salvestama, edastama ja väljastpoolt tuleva informatsiooni elektriliste ja keemiliste signaalide abil.

Entsüklopeediline YouTube

1 / 5

✪ Neuronidevahelised keemilised sünapsid

✪ Neuronid

✪ Aju saladus. Teine osa. Reaalsus on neuronite meelevallas.

✪ Kuidas sport stimuleerib neuronite kasvu ajus?

✪ Neuronite struktuur

Subtiitrid

Nüüd teame, kuidas närviimpulsse edastatakse. Alustagu kõik dendriitide ergastamisest, näiteks sellest neuronikeha väljakasvust. Ergastamine tähendab membraani ioonikanalite avanemist. Kanalite kaudu sisenevad ioonid rakku või voolavad rakust välja. See võib viia inhibeerimiseni, kuid meie puhul toimivad ioonid elektrotoonselt. Need muudavad membraani elektrilist potentsiaali ja see muutus aksoni künka piirkonnas võib olla piisav naatriumioonikanalite avamiseks. Naatriumioonid sisenevad rakku, laeng muutub positiivseks. See põhjustab kaaliumikanalite avanemist, kuid see positiivne laeng aktiveerib järgmise naatriumpumba. Naatriumioonid sisenevad uuesti rakku, seega edastatakse signaal edasi. Küsimus on selles, mis juhtub neuronite ristmikul? Leppisime kokku, et kõik sai alguse dendriitide ergastamisest. Reeglina on ergastuse allikaks mõni teine ​​neuron. See akson edastab ergastuse ka mõnele teisele rakule. See võib olla lihasrakk või mõni muu närvirakk. Kuidas? Siin on aksoni terminal. Ja siin võib olla mõne teise neuroni dendriit. See on teine ​​neuron, millel on oma akson. Selle dendriit on põnevil. Kuidas see juhtub? Kuidas läheb impulss ühe neuroni aksonist teise neuroni dendriiti? Ülekanne aksonilt aksonile, dendriidilt dendriidile või aksonilt rakukehale on võimalik, kuid kõige sagedamini edastatakse impulss aksonilt neuroni dendriitidele. Vaatame lähemalt. Meid huvitab, mis toimub pildi selles osas, mille raamin. Kaadrisse langevad aksoniterminal ja järgmise neuroni dendriit. Nii et siin on aksoni terminal. Ta näeb suurenduses välja umbes selline. See on aksoni terminal. Siin on selle sisemine sisu ja selle kõrval naaberneuroni dendriit. Selline näeb suurendusel välja naaberneuroni dendriit. See on see, mis asub esimese neuroni sees. Aktsioonipotentsiaal liigub läbi membraani. Lõpuks muutub rakusisene potentsiaal kuskil aksoni terminaalsel membraanil piisavalt positiivseks, et avada naatriumikanal. See on suletud kuni aktsioonipotentsiaali saabumiseni. See on kanal. See laseb naatriumioonid rakku. Siit see kõik algab. Kaaliumioonid lahkuvad rakust, kuid seni, kuni püsib positiivne laeng, võib see avada ka teisi kanaleid, mitte ainult naatriumikanaleid. Aksoni otsas on kaltsiumikanalid. Ma joonistan selle roosaks. Siin on kaltsiumikanal. Tavaliselt on see suletud ja ei lase kahevalentsetel kaltsiumiioonidel läbi minna. See on pingest sõltuv kanal. Sarnaselt naatriumikanalitega avaneb see siis, kui rakusisene potentsiaal muutub piisavalt positiivseks, võimaldades kaltsiumiioone rakku. Kahevalentsed kaltsiumiioonid sisenevad rakku. Ja see hetk on üllatav. Need on katioonid. Naatriumioonide toimel on rakus positiivne laeng. Kuidas kaltsium sinna jõuab? Kaltsiumi kontsentratsioon luuakse ioonpumba abil. Olen juba rääkinud naatrium-kaaliumpumbast, kaltsiumiioonide jaoks on sarnane pump. Need on membraani põimitud valgumolekulid. Membraan on fosfolipiid. See koosneb kahest fosfolipiidide kihist. Nagu nii. See näeb välja rohkem nagu tõeline rakumembraan. Siin on membraan ka kahekihiline. See on juba selge, aga igaks juhuks täpsustan. Siin on ka kaltsiumipumbad, mis toimivad sarnaselt naatrium-kaaliumpumpadele. Pump võtab vastu ATP molekuli ja kaltsiumiooni, lõhustab ATP-st fosfaatrühma ja muudab selle konformatsiooni, tõrjudes kaltsiumi välja. Pump on ette nähtud kaltsiumi rakust välja pumpamiseks. See tarbib ATP energiat ja tagab kõrge kaltsiumiioonide kontsentratsiooni väljaspool rakku. Puhkeolekus on kaltsiumi kontsentratsioon väljas palju suurem. Aktsioonipotentsiaali ilmnemisel avanevad kaltsiumikanalid ja kaltsiumiioonid väljastpoolt voolavad aksoni terminali. Seal seonduvad kaltsiumiioonid valkudega. Ja nüüd mõtleme välja, mis selles kohas toimub. Olen juba maininud sõna "sünaps". Aksoni ja dendriidi kokkupuutepunkt on sünaps. Ja seal on sünaps. Seda võib pidada neuronite üksteisega ühendamise kohaks. Seda neuronit nimetatakse presünaptiliseks. Panen selle kirja. Peate teadma tingimusi. Presünaptiline. Ja see on postsünaptiline. Postsünaptiline. Ja ruumi selle aksoni ja dendriidi vahel nimetatakse sünaptiliseks lõheks. Sünaptiline lõhe. See on väga-väga kitsas vahe. Nüüd räägime keemilistest sünapsidest. Tavaliselt, kui inimesed räägivad sünapsidest, peavad nad silmas keemilisi. On ka elektrilisi, kuid neist me praegu ei räägi. Me käsitleme tavalist keemilist sünapsi. Keemilises sünapsis on see kaugus vaid 20 nanomeetrit. Lahtri laius on keskmiselt 10 kuni 100 mikronit. Mikron on 10 kuni kuuendik meetri astmest. Siin on see 20 üle 10 miinus üheksanda astmeni. See on väga kitsas vahe, kui võrrelda selle suurust lahtri suurusega. Presünaptilise neuroni aksoniterminali sees on vesiikulid. Need vesiikulid on seestpoolt ühendatud rakumembraaniga. Need on mullid. Neil on oma kahekihiline lipiidmembraan. Mullid on konteinerid. Selles raku osas on neid palju. Need sisaldavad molekule, mida nimetatakse neurotransmitteriteks. Ma näitan neid roheliselt. Neurotransmitterid vesiikulite sees. Ma arvan, et see sõna on teile tuttav. Paljud depressiooni ja muude vaimsete probleemide ravimid toimivad spetsiifiliselt neurotransmitteritele. Neurotransmitterid Neurotransmitterid vesiikulite sees. Kui pingepõhised kaltsiumikanalid avanevad, sisenevad kaltsiumiioonid rakku ja seonduvad valkudega, mis säilitavad vesiikulid. Vesiikulid hoitakse presünaptilisel membraanil, see tähendab membraani sellel osal. Neid hoiavad paigal SNARE rühma valgud.Selle perekonna valgud vastutavad membraanide sulandumise eest. Sellised need valgud on. Kaltsiumiioonid seonduvad nende valkudega ja muudavad nende konformatsiooni nii, et nad tõmbavad vesiikulid rakumembraanile nii lähedale, et vesiikulite membraanid sellega sulanduvad. Vaatame seda protsessi lähemalt. Pärast seda, kui kaltsium seondub rakumembraanil SNARE perekonna valkudega, tõmbavad nad vesiikulid presünaptilisele membraanile lähemale. Siin on pudel. Nii läheb presünaptiline membraan. Neid ühendavad üksteisega SNARE perekonna valgud, mis meelitavad vesiikulit membraanile ja asuvad siin. Tulemuseks oli membraani liitmine. See põhjustab vesiikulite neurotransmitterite sisenemist sünaptilisse pilusse. Nii vabanevad neurotransmitterid sünaptilisse pilusse. Seda protsessi nimetatakse eksotsütoosiks. Neurotransmitterid lahkuvad presünaptilise neuroni tsütoplasmast. Olete ilmselt kuulnud nende nimesid: serotoniin, dopamiin, adrenaliin, mis on nii hormoon kui ka neurotransmitter. Norepinefriin on ka hormoon ja neurotransmitter. Tõenäoliselt on need kõik teile tuttavad. Nad sisenevad sünaptilisse pilusse ja seonduvad postsünaptilise neuroni membraani pinnastruktuuridega. Postsünaptiline neuron. Oletame, et nad seonduvad siin, siin ja siin spetsiaalsete valkudega membraani pinnal, mille tulemusena aktiveeruvad ioonkanalid. Selles dendriidis toimub erutus. Oletame, et neurotransmitterite seondumine membraaniga viib naatriumikanalite avanemiseni. Avanevad membraani naatriumikanalid. Need sõltuvad saatjast. Naatriumikanalite avanemise tõttu sisenevad naatriumiioonid rakku ja kõik kordub uuesti. Rakku ilmub positiivsete ioonide liig, see elektrotooniline potentsiaal levib aksoni künka piirkonda, seejärel järgmisele neuronile, stimuleerides seda. Nii see juhtub. Seda saab teha erinevalt. Oletame, et naatriumikanalite avanemise asemel avanevad kaaliumiioonikanalid. Sel juhul voolavad kaaliumiioonid kontsentratsioonigradienti mööda välja. Kaaliumiioonid lahkuvad tsütoplasmast. Ma näitan neid kolmnurkadega. Positiivselt laetud ioonide kadumise tõttu väheneb rakusisene positiivne potentsiaal, mistõttu on aktsioonipotentsiaali tekitamine rakus raskendatud. Loodan, et see on selge. Alustasime põnevil. Tekib aktsioonipotentsiaal, kaltsium voolab sisse, vesiikulite sisu siseneb sünaptilisse pilusse, avanevad naatriumikanalid ja neuronit stimuleeritakse. Ja kui kaaliumikanalid avatakse, pärsitakse neuronit. Sünapse on väga-väga-väga palju. Neid on triljoneid. Arvatakse, et ajukoor ainuüksi sisaldab 100–500 triljonit sünapsi. Ja see on ainult koor! Iga neuron on võimeline moodustama palju sünapse. Sellel pildil võivad sünapsid olla siin, siin ja siin. Igal närvirakul on sadu ja tuhandeid sünapse. Ühe neuroniga, teise, kolmanda, neljandaga. Tohutu hulk seoseid... tohutu. Nüüd näete, kui keeruline on kõik, mis on seotud inimmõistusega. Loodan, et see on teile kasulik. Subtiitrid Amara.org kogukonnalt

Neuronite struktuur

Raku keha

Närviraku keha koosneb protoplasmast (tsütoplasmast ja tuumast), mis on väliselt piiratud lipiidide kaksikkihi membraaniga. Lipiidid koosnevad hüdrofiilsetest peadest ja hüdrofoobsetest sabadest. Lipiidid on paigutatud üksteise vastas olevate hüdrofoobsete sabadega, moodustades hüdrofoobse kihi. See kiht laseb läbi ainult rasvlahustuvad ained (nt hapnik ja süsinikdioksiid). Membraanil on valgud: pinnal kerikutena, millel võib täheldada polüsahhariidide (glükokalüks) kasvu, tänu millele rakk tajub välist ärritust, ja terviklikud valgud, mis tungivad läbi membraani, milles ioonkanalid. asuvad.

Neuron koosneb kehast, mille läbimõõt on vahemikus 3 kuni 130 mikronit. Keha sisaldab tuuma (suure hulga tuumapooridega) ja organelle (sealhulgas kõrgelt arenenud töötlemata ER koos aktiivsete ribosoomidega, Golgi aparaati), samuti protsesse. On kahte tüüpi protsesse: dendriidid ja aksonid. Neuronil on arenenud tsütoskelett, mis tungib selle protsessidesse. Tsütoskelett säilitab raku kuju, selle niidid toimivad "rööbastena" organellide ja membraani vesiikulitesse pakitud ainete (näiteks neurotransmitterite) transportimiseks. Neuronite tsütoskelett koosneb erineva läbimõõduga fibrillidest: Mikrotuubulid (D = 20-30 nm) - koosnevad valgu tubuliinist ja ulatuvad neuronist piki aksonit kuni närvilõpmeteni. Neurofilamendid (D = 10 nm) - koos mikrotuubulitega tagavad ainete rakusisese transpordi. Mikrokiud (D = 5 nm) - koosnevad aktiini ja müosiini valkudest, mis on eriti väljendunud kasvavates närviprotsessides ja neurogliias.( Neuroglia või lihtsalt glia (vanakreeka keelest. νεῦρον - kiud, närv + γλία - liim), - närvikoe abirakkude komplekt. Moodustab umbes 40% kesknärvisüsteemi mahust. Gliarakkude arv ajus on ligikaudu võrdne neuronite arvuga).

Neuroni kehas ilmub väljatöötatud sünteetiline aparaat, neuroni granulaarne endoplasmaatiline retikulum värvub basofiilselt ja seda tuntakse tigroidina. Tigroid tungib dendriitide algsetesse osadesse, kuid asub märgataval kaugusel aksoni algusest, mis toimib aksoni histoloogilise märgina. Neuronid on erineva kuju, protsesside arvu ja funktsioonide poolest. Sõltuvalt funktsioonist eristatakse sensitiivset, efektor- (motoorne, sekretoorne) ja interkalaarset. Sensoorsed neuronid tajuvad stiimuleid, muudavad need närviimpulssideks ja edastavad need ajju. Efektor (ladina keelest Effectus - tegevus) - genereerib ja saadab tööorganitele käske. Interkalaatorid – suhtlevad sensoorsete ja motoorsete neuronite vahel, osalevad infotöötluses ja käskude genereerimises.

Eristatakse anterograadset (kehast eemale) ja retrograadset (keha suunas) aksonite transporti.

Dendriidid ja aksonid

Tegevuspotentsiaali loomise ja läbiviimise mehhanism

1937. aastal tegi John Zachary Jr kindlaks, et kalmaari hiiglaslikku aksonit saab kasutada aksonite elektriliste omaduste uurimiseks. Kalmaari aksonid valiti seetõttu, et need on palju suuremad kui inimese omad. Kui sisestate aksoni sisse elektroodi, saate mõõta selle membraanipotentsiaali.

Aksonmembraan sisaldab pingega seotud ioonikanaleid. Need võimaldavad aksonil genereerida ja juhtida piki oma keha elektrilisi signaale, mida nimetatakse aktsioonipotentsiaalideks. Need signaalid tekivad ja levivad elektriliselt laetud naatriumi (Na +), kaaliumi (K +), kloori (Cl -), kaltsiumi (Ca 2+) ioonide tõttu.

Surve, venitus, keemilised tegurid või muutused membraanipotentsiaalis võivad neuroni aktiveerida. See juhtub ioonikanalite avanemise tõttu, mis võimaldavad ioonidel läbida rakumembraani ja vastavalt muuta membraani potentsiaali.

Õhukesed aksonid kasutavad aktsioonipotentsiaali juhtimiseks vähem energiat ja metaboolseid aineid, kuid paksud aksonid võimaldavad seda kiiremini juhtida.

Aktsioonipotentsiaalide kiiremaks ja vähem energeetiliseks juhtimiseks saavad neuronid kasutada oma aksonite katmiseks spetsiaalseid gliaalrakke, mida nimetatakse kesknärvisüsteemis oligodendrotsüütideks või perifeerses närvisüsteemis Schwanni rakkudeks. Need rakud ei kata aksoneid täielikult, jättes aksonitele rakuvälisele ainele avatuks tühimikud. Nendes lünkades on ioonikanalite tihedus suurenenud. Neid nimetatakse Ranvieri sõlmedeks. Aktsioonipotentsiaal läbib neid lünkadevahelise elektrivälja kaudu.

Klassifikatsioon

Struktuurne klassifikatsioon

Dendriitide ja aksonite arvu ja paigutuse alusel jaotatakse neuronid aksoniteta neuroniteks, unipolaarseteks neuroniteks, pseudounipolaarseteks neuroniteks, bipolaarseteks neuroniteks ja multipolaarseteks (palju dendriitseid lehtlaid, tavaliselt eferentseid) neuroniteks.

Aksoniteta neuronid- väikesed rakud, mis on rühmitatud seljaaju lähedal intervertebraalsetes ganglionides, millel ei ole anatoomilisi märke protsesside jagunemisest dendriitideks ja aksoniteks. Kõik raku protsessid on väga sarnased. Aksoniteta neuronite funktsionaalne eesmärk on halvasti mõistetav.

Unipolaarsed neuronid- ühe protsessiga neuronid, mis esinevad näiteks keskaju kolmiknärvi sensoorses tuumas. Paljud morfoloogid usuvad, et unipolaarseid neuroneid ei esine inimeste ja kõrgemate selgroogsete kehas.

Multipolaarsed neuronid- ühe aksoni ja mitme dendriidiga neuronid. Seda tüüpi närvirakud domineerivad kesknärvisüsteemis.

Pseudounipolaarsed neuronid- on omalaadsed unikaalsed. Kehast ulatub välja üks protsess, mis jaguneb kohe T-kujuliseks. Kogu see üksiktrakt on kaetud müeliini ümbrisega ja on struktuurilt akson, ehkki piki ühte haru ei liigu erutus mitte neuroni kehasse, vaid neuroni kehasse. Struktuuriliselt on dendriidid selle (perifeerse) protsessi lõpus olevad oksad. Päästikutsoon on selle hargnemise algus (see tähendab, et see asub väljaspool raku keha). Selliseid neuroneid leidub seljaaju ganglionides.

Funktsionaalne klassifikatsioon

Aferentsed neuronid(tundlik, sensoorne, retseptor või tsentripetaalne). Seda tüüpi neuronite hulka kuuluvad sensoorsete organite primaarsed rakud ja pseudounipolaarsed rakud, mille dendriitidel on vabad otsad.

Efferentsed neuronid(efektor, mootor, mootor või tsentrifugaal). Seda tüüpi neuronite hulka kuuluvad viimased - ultimaatumi ja eelviimased - mitte-ultimaatumi neuronid.

Assotsiatsiooni neuronid(interneuronid või interneuronid) - neuronite rühm suhtleb efferentsete ja aferentsete vahel.

• unipolaarsed (ühe protsessiga) neurotsüüdid, mis esinevad näiteks keskaju kolmiknärvi sensoorses tuumas;
• pseudounipolaarsed rakud, mis on rühmitatud seljaaju lähedal intervertebraalsetes ganglionides;
• bipolaarsed neuronid (millel on üks akson ja üks dendriit), mis paiknevad spetsiaalsetes sensoorsetes organites - võrkkestas, haistmisepiteelis ja sibulas, kuulmis- ja vestibulaarganglionides;
• multipolaarsed neuronid (millel on üks akson ja mitu dendriiti), domineerivad kesknärvisüsteemis.

Neuronite areng ja kasv

Neuronite jagunemise küsimus on praegu vastuoluline. Ühe versiooni kohaselt areneb neuron väikesest prekursorrakust, mis lõpetab jagunemise juba enne oma protsesside vabastamist. Esmalt hakkab kasvama akson ja hiljem tekivad dendriidid. Närviraku arenemisprotsessi lõpus tekib paksenemine, mis teeb tee läbi ümbritseva koe. Seda paksenemist nimetatakse närviraku kasvukoonuseks. See koosneb närvirakkude protsessi lamestatud osast, millel on palju õhukesi selgroogu. Mikrospinused on 0,1–0,2 µm paksused ja võivad ulatuda 50 µm pikkuseks; kasvukoonuse lai ja tasane piirkond on umbes 5 µm laiune ja pikk, kuigi selle kuju võib varieeruda. Kasvukoonuse mikrolülide vahelised ruumid on kaetud volditud membraaniga. Mikrookkad on pidevas liikumises – ühed tõmbuvad kasvukoonusesse, teised pikenevad, kalduvad eri suundadesse, puudutavad substraati ja võivad selle külge kinni jääda.

Kasvukoonus on täidetud väikeste, mõnikord üksteisega ühendatud ebakorrapärase kujuga membraani vesiikulitega. Membraanide volditud alade all ja ogades on tihe segunenud aktiinifilamentide mass. Kasvukoonus sisaldab ka mitokondreid, mikrotuubuleid ja neurofilamente, mis on sarnased neuronikehas leiduvatele.

Mikrotuubulid ja neurofilamendid pikenevad peamiselt tänu äsja sünteesitud subühikute lisandumisele neuroniprotsessi alusesse. Nad liiguvad kiirusega umbes millimeeter päevas, mis vastab aeglase aksonite transpordi kiirusele küpses neuronis. Kuna kasvukoonuse keskmine edasiliikumise kiirus on ligikaudu sama, siis on võimalik, et neuroniprotsessi kasvu ajal ei toimu selle kaugemas otsas mikrotuubulite ja neurofilamentide kogunemist ega hävimist. Lõpus lisatakse uus membraanmaterjal. Kasvukoonus on kiire eksotsütoosi ja endotsütoosi piirkond, mida tõendavad paljud siin leiduvad vesiikulid. Väikesed membraani vesiikulid transporditakse kiire aksonaalse transpordi vooluga mööda neuroniprotsessi rakukehast kasvukoonusse. Membraanmaterjal sünteesitakse neuroni kehas, transporditakse vesiikulite kujul kasvukoonusse ja liidetakse siin eksotsütoosi teel plasmamembraani, pikendades nii närviraku protsessi.

Aksonite ja dendriitide kasvule eelneb tavaliselt neuronite migratsiooni faas, mil ebaküpsed neuronid hajuvad ja leiavad püsiva kodu.

Neuronite omadused ja funktsioonid

Omadused:

• Transmembraanse potentsiaali erinevuse olemasolu(kuni 90 mV), on välispind sisepinna suhtes elektropositiivne.
• Väga kõrge tundlikkus teatud kemikaalidele ja elektrivoolule.
• Neurosekretsiooni võime st spetsiaalsete ainete (neurotransmitterite) sünteesile ja keskkonda või sünaptilisse lõhe pääsemisele.

• Suur energiatarve, energiaprotsesside kõrge tase, mis nõuab oksüdatsiooniks vajalike peamiste energiaallikate - glükoosi ja hapniku - pidevat sissevoolu.

Funktsioonid:

• Vastuvõtmise funktsioon. Sünapsid on kokkupuutepunktid, me saame impulsi kujul teavet retseptoritelt ja neuronitelt.
• Integreeriv funktsioon. Tulemusena teabe töötlemisel genereeritakse neuroni väljundis signaal, mis kannab teavet kõigist summeeritud signaalidest.
• Dirigendi funktsioon. Neuronist liigub informatsioon mööda aksonit elektrivooluna sünapsi.
• Ülekande funktsioon. Närviimpulss, mis on jõudnud aksoni lõpuni, mis on juba sünapsi struktuuri osa, põhjustab vahendaja vabanemise - ergastuse otsese edastaja teisele neuronile või täitevorganile.

Närvikude- närvisüsteemi peamine struktuurielement. IN närvikoe koostis sisaldab väga spetsiifilisi närvirakke - neuronid, Ja neurogliia rakud, täites toetavaid, sekretoorseid ja kaitsefunktsioone.

Neuron on närvikoe põhiline struktuurne ja funktsionaalne üksus. Need rakud on võimelised vastu võtma, töötlema, kodeerima, edastama ja salvestama teavet ning looma kontakte teiste rakkudega. Neuronite ainulaadsed omadused on võime genereerida bioelektrilisi lahendusi (impulsse) ja edastada teavet mööda protsesse ühest rakust teise, kasutades selleks spetsiaalseid lõppu.

Neuroni talitlust soodustab selle aksoplasmas süntees edastavad ained - neurotransmitterid: atsetüülkoliin, katehhoolamiinid jne.

Aju neuronite arv läheneb 10 11-le. Ühel neuronil võib olla kuni 10 000 sünapsi. Kui neid elemente pidada infosalvestusrakkudeks, siis võime jõuda järeldusele, et närvisüsteem suudab salvestada 10 19 ühikut. info, s.t. võimeline sisaldama peaaegu kõiki inimkonna kogutud teadmisi. Seetõttu on üsna mõistlik ettekujutus, et inimese aju mäletab kogu elu jooksul kõike, mis toimub kehas ja keskkonnaga suhtlemise ajal. Kuid aju ei saa kogu teavet, mis sinna salvestatakse.

Erinevaid aju struktuure iseloomustavad teatud tüüpi närvisüsteemid. Neuronid, mis reguleerivad ühte funktsiooni, moodustavad nn rühmi, ansambleid, kolonne, tuumasid.

Neuronid on struktuurilt ja funktsioonilt erinevad.

Struktuuri järgi(olenevalt rakukehast väljuvate protsesside arvust) eristatakse unipolaarne(ühe protsessiga), bipolaarne (kahe protsessiga) ja multipolaarne(paljude protsessidega) neuronid.

Funktsionaalsete omaduste järgi eraldama aferentne(või tsentripetaalne) neuronid, mis kannavad ergastust retseptoritelt, efferentne, mootor, motoorsed neuronid(või tsentrifugaalne), edastades ergastuse kesknärvisüsteemist innerveeritud elundisse ja sisestamine, kontakti või vahepealne neuronid, mis ühendavad aferentseid ja efferentseid neuroneid.

Aferentsed neuronid on unipolaarsed, nende kehad asuvad seljaaju ganglionides. Rakukehast välja ulatuv protsess on T-kujuline ja jagatud kaheks haruks, millest üks läheb kesknärvisüsteemi ja täidab aksoni funktsiooni ning teine ​​läheneb retseptoritele ja on pikk dendriit.

Enamik eferentseid ja interneuroneid on multipolaarsed (joonis 1). Multipolaarsed interneuronid paiknevad suurel hulgal seljaaju seljasarvedes ja neid leidub ka kõigis teistes kesknärvisüsteemi osades. Need võivad olla ka bipolaarsed, näiteks võrkkesta neuronid, millel on lühike hargnev dendriit ja pikk akson. Motoorsed neuronid paiknevad peamiselt seljaaju eesmistes sarvedes.

Riis. 1. Närviraku struktuur:

1 - mikrotuubulid; 2 - närviraku (aksoni) pikk protsess; 3 - endoplasmaatiline retikulum; 4 - südamik; 5 - neuroplasma; 6 - dendriidid; 7 - mitokondrid; 8 - nukleool; 9 - müeliinkesta; 10 - Ranvieri pealtkuulamine; 11 - aksoni ots

Neuroglia

Neuroglia, või glia, on närvikoe rakuliste elementide kogum, mille moodustavad erineva kujuga spetsiaalsed rakud.

Selle avastas R. Virchow ja ta pani sellele nimeks neuroglia, mis tähendab "närvi liim". Neurogliia rakud täidavad neuronitevahelise ruumi, moodustades 40% aju mahust. Gliaalrakud on 3-4 korda väiksemad kui närvirakud; nende arv imetajate kesknärvisüsteemis ulatub 140 miljardini.Vanusega inimese ajus neuronite arv väheneb, gliiarakkude arv suureneb.

On kindlaks tehtud, et neurogliia on seotud ainevahetusega närvikoes. Mõned neurogliiarakud eritavad aineid, mis mõjutavad neuronite erutuvuse seisundit. On täheldatud, et erinevates vaimsetes seisundites nende rakkude sekretsioon muutub. Pikaajalised jälgimisprotsessid kesknärvisüsteemis on seotud neurogliia funktsionaalse seisundiga.

Gliaalrakkude tüübid

Sõltuvalt gliiarakkude struktuuri olemusest ja nende asukohast kesknärvisüsteemis eristatakse neid:

• astrotsüüdid (astroglia);
• oligodendrotsüüdid (oligodendroglia);
• mikrogliia rakud (mikroglia);
• Schwanni rakud.

Gliaalrakud täidavad neuronite toetavaid ja kaitsvaid funktsioone. Need on osa struktuurist. Astrotsüüdid on kõige arvukamad gliiarakud, mis täidavad neuronite vahelisi ruume ja katavad neid. Need takistavad sünaptilisest pilust kesknärvisüsteemi difundeeruvate neurotransmitterite levikut. Astrotsüüdid sisaldavad neurotransmitterite retseptoreid, mille aktiveerumine võib põhjustada membraanipotentsiaalide erinevuse kõikumisi ja muutusi astrotsüütide ainevahetuses.

Astrotsüüdid ümbritsevad tihedalt aju veresoonte kapillaare, mis asuvad nende ja neuronite vahel. Selle põhjal eeldatakse, et astrotsüütidel on oluline roll neuronite metabolismis, teatud ainete kapillaaride läbilaskvuse reguleerimine.

Astrotsüütide üheks oluliseks funktsiooniks on võime absorbeerida liigseid K+ ioone, mis kõrge neuronaalse aktiivsuse korral võivad koguneda rakkudevahelisse ruumi. Piirkondades, kus astrotsüüdid on tihedalt külgnevad, tekivad vahekanalid, mille kaudu saavad astrotsüüdid vahetada erinevaid väikeseid ioone ja eelkõige K+ ioone.See suurendab nende K+ ioone neelamise võimalust K+ ioonide kontrollimatu kuhjumine neuronaalses ruumis põhjustada neuronite erutatavuse suurenemist. Seega takistavad astrotsüüdid, absorbeerides interstitsiaalsest vedelikust liigseid K+ ioone, neuronite suurenenud erutuvust ja suurenenud neuronaalse aktiivsusega koldeid. Selliste kahjustuste ilmnemisega inimese ajus võib kaasneda tõsiasi, et nende neuronid genereerivad rea närviimpulsse, mida nimetatakse konvulsioonideks.

Astrotsüüdid osalevad ekstrasünaptilisse ruumi sisenevate neurotransmitterite eemaldamises ja hävitamises. Seega takistavad need neurotransmitterite kogunemist neuronaalsetesse ruumidesse, mis võib põhjustada ajufunktsiooni häireid.

Neuronid ja astrotsüüdid on eraldatud 15-20 µm vahedega, mida nimetatakse interstitsiaalseks ruumiks. Interstitsiaalsed ruumid hõivavad kuni 12-14% aju mahust. Astrotsüütide oluline omadus on nende võime absorbeerida nende ruumide rakuvälisest vedelikust CO2 ja säilitada seeläbi stabiilne. Aju pH.

Astrotsüüdid osalevad närvikoe ja ajuveresoonte, närvikoe ja ajukelme vaheliste liideste moodustamises närvikoe kasvu ja arengu ajal.

Oligodendrotsüüdid mida iseloomustab väikese arvu lühikeste protsesside olemasolu. Üks nende peamisi funktsioone on närvikiudude müeliinkesta moodustumine kesknärvisüsteemis. Need rakud asuvad ka neuronite rakukehade vahetus läheduses, kuid selle fakti funktsionaalne tähtsus pole teada.

Mikrogliia rakud moodustavad 5-20% gliiarakkude koguarvust ja on hajutatud kogu kesknärvisüsteemis. On kindlaks tehtud, et nende pinnaantigeenid on identsed vere monotsüütide antigeenidega. See viitab nende päritolule mesodermist, embrüonaalse arengu ajal närvikoesse tungimisele ja sellele järgnevale transformatsioonile morfoloogiliselt äratuntavateks mikrogliiarakkudeks. Sellega seoses on üldiselt aktsepteeritud, et mikrogliia kõige olulisem ülesanne on aju kaitsta. On näidatud, et kui närvikude on kahjustatud, suureneb selles fagotsüütrakkude arv vere makrofaagide ja mikrogliia fagotsüütiliste omaduste aktiveerumise tõttu. Nad eemaldavad surnud neuronid, gliiarakud ja nende struktuurielemendid ning fagotsütoosivad võõrosakesi.

Schwanni rakud moodustavad väljaspool kesknärvisüsteemi perifeersete närvikiudude müeliinkesta. Selle raku membraan mähitakse korduvalt ümber ja tekkiva müeliinkesta paksus võib ületada närvikiu läbimõõdu. Närvikiu müeliniseerunud osade pikkus on 1-3 mm. Nendevahelistes ruumides (Ranvieri sõlmedes) jääb närvikiud katteks ainult pindmise membraaniga, millel on erutusvõime.

Müeliini üks olulisemaid omadusi on selle kõrge vastupidavus elektrivoolule. Selle põhjuseks on sfingomüeliini ja teiste fosfolipiidide kõrge sisaldus müeliinis, mis annavad sellele voolu isoleerivad omadused. Müeliiniga kaetud närvikiudude piirkondades on närviimpulsside genereerimise protsess võimatu. Närviimpulsid genereeritakse ainult Ranvieri sõlmede membraanil, mis tagab müeliniseerunud närvikiududele suurema närviimpulsside kiiruse võrreldes müeliniseerimata kiududega.

On teada, et müeliini struktuur võib kergesti häirida närvisüsteemi nakkusliku, isheemilise, traumaatilise ja toksilise kahjustuse korral. Samal ajal areneb närvikiudude demüelinisatsiooni protsess. Demüelinisatsioon areneb eriti sageli hulgiskleroosiga patsientidel. Demüelinisatsiooni tagajärjel väheneb närviimpulsside kiirus piki närvikiude, väheneb informatsiooni edastamise kiirus retseptoritelt ajju ja neuronitest täitevorganitesse. See võib põhjustada sensoorse tundlikkuse häireid, liikumishäireid, siseorganite regulatsiooni ja muid tõsiseid tagajärgi.

Neuronite struktuur ja funktsioon

Neuron(närvirakk) on struktuurne ja funktsionaalne üksus.

Neuroni anatoomiline struktuur ja omadused tagavad selle rakendamise põhifunktsioonid: ainevahetuse läbiviimine, energia saamine, erinevate signaalide tajumine ja töötlemine, reaktsioonide moodustamine või neis osalemine, närviimpulsside genereerimine ja juhtimine, neuronite ühendamine närviahelateks, mis tagavad nii lihtsamaid refleksreaktsioone kui ka aju kõrgemaid integratiivseid funktsioone.

Neuronid koosnevad närviraku kehast ja protsessidest – aksonitest ja dendriitidest.

Riis. 2. Neuroni ehitus

Närvirakkude keha

Keha (perikarüon, soma) Neuron ja selle protsessid on kogu ulatuses kaetud neuronaalse membraaniga. Rakukeha membraan erineb aksoni ja dendriitide membraanist erinevate retseptorite sisalduse ja sellel esinemise poolest.

Neuroni kehas on neuroplasma ja tuum, kare ja sile endoplasmaatiline retikulum, Golgi aparaat ja mitokondrid, mis on sellest membraanidega piiritletud. Neuronituuma kromosoomid sisaldavad geenide komplekti, mis kodeerivad valkude sünteesi, mis on vajalikud neuronikeha, selle protsesside ja sünapside struktuuri kujunemiseks ja funktsioonide teostamiseks. Need on valgud, mis täidavad ensüümide, kandjate, ioonikanalite, retseptorite jne funktsioone. Mõned valgud täidavad funktsioone, asudes neuroplasmas, teised - olles põimitud organellide, soma ja neuroniprotsesside membraanidesse. Osa neist, näiteks neurotransmitterite sünteesiks vajalikud ensüümid, toimetatakse aksoniterminali aksonaalse transpordi teel. Rakukeha sünteesib aksonite ja dendriitide elutegevuseks vajalikke peptiide (näiteks kasvufaktoreid). Seetõttu, kui neuroni keha on kahjustatud, degenereeruvad ja hävivad selle protsessid. Kui neuroni keha säilib, kuid protsess on kahjustatud, siis toimub selle aeglane taastumine (regeneratsioon) ja denerveerunud lihaste või elundite innervatsioon taastub.

Valkude sünteesi koht neuronite rakukehades on krobeline endoplasmaatiline retikulum (tigroidgraanulid või Nissl-kehad) või vabad ribosoomid. Nende sisaldus neuronites on suurem kui gliaalrakkudes või teistes keharakkudes. Siledas endoplasmaatilises retikulumis ja Golgi aparaadis omandavad valgud neile iseloomuliku ruumilise konformatsiooni, sorteeritakse ja suunatakse transpordivoogudesse rakukeha struktuuridesse, dendriitidesse või aksonitesse.

Arvukates neuronite mitokondrites tekib oksüdatiivsete fosforüülimisprotsesside tulemusena ATP, mille energiat kasutatakse neuroni eluea säilitamiseks, ioonpumpade tööks ja ioonide kontsentratsioonide asümmeetria säilitamiseks mõlemal pool membraani. . Järelikult on neuron pidevas valmisolekus mitte ainult erinevate signaalide tajumiseks, vaid ka neile reageerimiseks – närviimpulsside genereerimiseks ja nende abil teiste rakkude funktsioonide juhtimiseks.

Neuronite erinevate signaalide tajumise mehhanismides osalevad rakukeha membraani molekulaarsed retseptorid, dendriitidest moodustunud sensoorsed retseptorid ja epiteeli päritolu tundlikud rakud. Teiste närvirakkude signaalid võivad jõuda neuronini läbi arvukate sünapside, mis moodustuvad neuroni dendriitidel või geelil.

Närvirakkude dendriidid

Dendriidid neuronid moodustavad dendriitpuu, mille hargnemise iseloom ja suurus sõltuvad sünaptiliste kontaktide arvust teiste neuronitega (joon. 3). Neuronite dendriitidel on tuhandeid sünapse, mis on moodustatud teiste neuronite aksonitest või dendriitidest.

Riis. 3. Interneuroni sünaptilised kontaktid. Vasakpoolsed nooled näitavad aferentsete signaalide saabumist interneuroni dendriitidesse ja kehasse, paremal - interneuroni eferentsete signaalide levimise suunda teistele neuronitele.

Sünapsid võivad olla heterogeensed nii funktsiooni (inhibeeriv, ergutav) kui ka kasutatava neurotransmitteri tüübi poolest. Sünapside moodustumisel osalevate dendriitide membraan on nende postsünaptiline membraan, mis sisaldab antud sünapsis kasutatava neurotransmitteri retseptoreid (ligandipõhiseid ioonkanaleid).

Eksitatoorsed (glutamatergilised) sünapsid paiknevad peamiselt dendriitide pinnal, kus on tõusud või väljakasvud (1-2 μm), nn. ogad. Lülisamba membraan sisaldab kanaleid, mille läbilaskvus sõltub transmembraanse potentsiaali erinevusest. Intratsellulaarse signaali ülekande sekundaarsed sõnumitoojad, samuti ribosoomid, millel sünaptiliste signaalide vastuvõtmisel sünteesitakse valku, leitakse dendriitide tsütoplasmas selgroolülide piirkonnas. Oskade täpne roll on teadmata, kuid on selge, et need suurendavad dendriitpuu pindala sünapside moodustamiseks. Seljad on ka neuronistruktuurid sisendsignaalide vastuvõtmiseks ja nende töötlemiseks. Dendriidid ja ogad tagavad informatsiooni edastamise perifeeriast neuronikehasse. Viltus dendriitmembraan on polariseeritud mineraalioonide asümmeetrilise jaotuse, ioonpumpade töö ja selles sisalduvate ioonikanalite tõttu. Need omadused on aluseks teabe edastamisele läbi membraani kohalike ringvoolude kujul (elektrooniliselt), mis tekivad postsünaptiliste membraanide ja dendriitmembraani külgnevate alade vahel.

Lokaalsed voolud, kui need levivad mööda dendriitmembraani, nõrgenevad, kuid on piisava ulatusega, et edastada sünaptiliste sisendite kaudu dendriitidele vastuvõetud signaale neuronikeha membraanile. Pingepõhiseid naatriumi- ja kaaliumikanaleid ei ole dendriitmembraanis veel tuvastatud. Sellel puudub erutuvus ja võime genereerida tegevuspotentsiaale. Siiski on teada, et aksonikünka membraanil tekkiv aktsioonipotentsiaal võib seda mööda levida. Selle nähtuse mehhanism pole teada.

Eeldatakse, et dendriidid ja ogad on osa mälumehhanismidega seotud närvistruktuuridest. Eriti palju on ogasid väikeajukoore, basaalganglionide ja ajukoore neuronite dendriitides. Vanematel inimestel on dendriitpuu pindala ja sünapside arv vähenenud mõnes ajukoore väljas.

Neuronide akson

Axon - närviraku protsess, mida teistes rakkudes ei leidu. Erinevalt dendriitidest, mille arv on neuroniti erinev, on kõigil neuronitel üks akson. Selle pikkus võib ulatuda kuni 1,5 m.. Kohas, kus akson väljub neuronikehast, on paksenemine – aksoniküngas, kaetud plasmamembraaniga, mis peagi kattub müeliiniga. Aksoni künka seda osa, mis ei ole müeliiniga kaetud, nimetatakse esialgseks segmendiks. Neuronite aksonid kuni nende terminaalsete harudeni on kaetud müeliini ümbrisega, mida katkestavad Ranvieri sõlmed - mikroskoopilised müeliniseerimata alad (umbes 1 μm).

Kogu aksoni pikkuses (müeliniseerunud ja müeliniseerimata kiud) on see kaetud kahekihilise fosfolipiidmembraaniga, millesse on sisse ehitatud valgumolekulid, mis täidavad ioonide transpordi, pingest sõltuvate ioonikanalite jne funktsioone. Valgud jaotuvad membraanis ühtlaselt müeliniseerimata närvikiust ja müeliniseerunud närvikiu membraanis asuvad need peamiselt Ranvieri lõikepunktide piirkonnas. Kuna aksoplasma ei sisalda karedat retikulumit ja ribosoome, on ilmne, et need valgud sünteesitakse neuronikehas ja viiakse aksoni membraanile aksonaalse transpordi kaudu.

Neuroni keha ja aksoni katva membraani omadused, on erinevad. See erinevus puudutab eelkõige membraani mineraalioonide läbilaskvust ja tuleneb eri tüüpi ioonide sisaldusest. Kui neuronikeha membraanis ja dendriitides domineerib ligandiga seotud ioonkanalite (sealhulgas postsünaptiliste membraanide) sisaldus, siis aksonimembraanis, eriti Ranvieri sõlmede piirkonnas, on pinge kõrge tihedus. suletud naatriumi- ja kaaliumikanalid.

Aksoni algsegmendi membraanil on madalaim polarisatsiooniväärtus (umbes 30 mV). Rakukehast kaugemal asuvates aksoni piirkondades on transmembraanne potentsiaal umbes 70 mV. Aksoni algsegmendi membraani madal polarisatsioon määrab, et selles piirkonnas on neuronimembraanil suurim erutuvus. Just siin jaotuvad neuronikeha membraani mööda neuronikeha membraani lokaalsete ringjate elektrivoolude abil postsünaptilised potentsiaalid, mis tekivad dendriitide membraanile ja rakukehale sünapsides neuronile vastuvõetud infosignaalide teisenemise tulemusena. . Kui need voolud põhjustavad aksoni künkliku membraani depolarisatsiooni kriitilise tasemeni (E k), siis reageerib neuron teistelt närvirakkudelt signaalide vastuvõtmisele oma aktsioonipotentsiaali (närviimpulsi) genereerimisega. Saadud närviimpulss kantakse seejärel mööda aksonit teistesse närvi-, lihas- või näärmerakkudesse.

Aksoni algsegmendi membraan sisaldab ogasid, millel moodustuvad GABAergilised inhibeerivad sünapsid. Nendel liinidel signaalide vastuvõtmine teistelt neuronitelt võib takistada närviimpulsi teket.

Neuronite klassifikatsioon ja tüübid

Neuronid klassifitseeritakse nii morfoloogiliste kui ka funktsionaalsete tunnuste järgi.

Protsesside arvu järgi eristatakse multipolaarseid, bipolaarseid ja pseudounipolaarseid neuroneid.

Teiste rakkudega ühenduste olemuse ja täidetava funktsiooni alusel eristavad nad puudutada, sisestada Ja mootor neuronid. Sensoorne neuroneid nimetatakse ka aferentseteks neuroniteks ja nende protsesse nimetatakse tsentripetaalseteks. Nimetatakse neuroneid, mis täidavad närvirakkude vahel signaalide edastamise funktsiooni interkaleeritud, või assotsiatiivne. Neuronid, mille aksonid moodustavad efektorrakkudel (lihased, näärmed) sünapse, klassifitseeritakse mootor, või efferentne, nende aksoneid nimetatakse tsentrifugaalseteks.

Aferentsed (tundlikud) neuronid tajub teavet sensoorsete retseptorite kaudu, muudab selle närviimpulssideks ja juhib selle ajju ja seljaaju. Sensoorsete neuronite kehad paiknevad selja- ja koljuajudes. Need on pseudounipolaarsed neuronid, mille akson ja dendriit ulatuvad neuronikehast kokku ja seejärel eralduvad. Dendriit järgneb sensoorsete või seganärvide osana organitesse ja kudedesse perifeeriasse ning seljajuurte osana paiknev akson siseneb seljaaju seljasarvedesse või kraniaalnärvide osana - ajju.

Sisesta, või assotsiatiivsed, neuronid täitma sissetuleva teabe töötlemise funktsioone ja eelkõige tagama reflekskaarte sulgemise. Nende neuronite rakukehad asuvad pea- ja seljaaju hallaines.

Efferentsed neuronid täidavad ka sissetuleva teabe töötlemise ja efferentsete närviimpulsside edastamise funktsiooni ajust ja seljaajust täitevorganite (efektor)organite rakkudesse.

Neuronite integreeriv aktiivsus

Iga neuron saab tohutul hulgal signaale läbi arvukate sünapside, mis asuvad tema dendriitidel ja kehal, samuti molekulaarsete retseptorite kaudu plasmamembraanides, tsütoplasmas ja tuumas. Signalisatsioonis kasutatakse palju erinevat tüüpi neurotransmittereid, neuromodulaatoreid ja muid signaalimolekule. On ilmne, et mitme signaali samaaegsele saabumisele vastuse moodustamiseks peab neuronil olema võime neid integreerida.

Protsesside kogum, mis tagab sissetulevate signaalide töötlemise ja neile neuronite vastuse moodustumise, sisaldub kontseptsioonis neuroni integreeriv aktiivsus.

Neuronisse sisenevate signaalide tajumine ja töötlemine toimub dendriitide, rakukeha ja neuroni aksonikünka osalusel (joonis 4).

Riis. 4. Signaalide integreerimine neuroniga.

Üks nende töötlemise ja integreerimise (summeerimise) võimalusi on sünapsides transformatsioon ja postsünaptiliste potentsiaalide liitmine kehamembraanil ja neuroniprotsessides. Vastuvõetud signaalid muundatakse sünapsides postsünaptilise membraani potentsiaalide erinevuse kõikumiseks (postsünaptilised potentsiaalid). Sõltuvalt sünapsi tüübist saab vastuvõetud signaali teisendada potentsiaalide erinevuse väikeseks (0,5-1,0 mV) depolariseerivaks muutuseks (EPSP – sünapsid on diagrammil kujutatud valgusringidena) või hüperpolariseerivaks (IPSP – diagrammil sünapsid). on kujutatud mustade ringidena). Paljud signaalid võivad üheaegselt jõuda neuroni erinevatesse punktidesse, millest mõned muudetakse EPSP-deks ja teised IPSP-deks.

Need potentsiaalsete erinevuste võnkumised levivad lokaalsete ringvoolude abil piki neuronimembraani aksoni künka suunas depolarisatsioonilainetena (skeemil valge) ja hüperpolarisatsioonilainetena (diagrammil must) üksteisega kattudes (hall alad diagrammil). Selle amplituudi superpositsiooniga summeeritakse ühesuunalised lained ja vastassuunalised lained vähenevad (tasuvad). Seda membraani läbiva potentsiaalide erinevuse algebralist liitmist nimetatakse ruumiline summeerimine(joonis 4 ja 5). Selle summeerimise tulemuseks võib olla kas aksoni künkliku membraani depolariseerumine ja närviimpulsi tekitamine (juhtumid 1 ja 2 joonisel 4) või selle hüperpolariseerumine ja närviimpulsi tekke vältimine (juhtumid 3 ja 4 joonis 4).

Aksoni künkliku membraani potentsiaalide erinevuse (umbes 30 mV) nihutamiseks E k-le tuleb see depolariseerida 10-20 mV võrra. See viib selles olevate pingega naatriumikanalite avanemiseni ja närviimpulsi tekkeni. Kuna ühe AP saabumisel ja selle muundumisel EPSP-ks võib membraani depolarisatsioon ulatuda kuni 1 mV-ni ja kogu levik aksoni künkale toimub koos sumbumisega, siis närviimpulsi tekitamiseks on vaja 40-80 närviimpulsi samaaegset saabumist. teised neuronid neuronile ergastavate sünapside ja sama arvu EPSP-de summeerimise kaudu.

Riis. 5. EPSP-de ruumiline ja ajaline liitmine neuroniga; a — EPSP ühele stiimulile; ja — EPSP mitmekordseks stimulatsiooniks erinevatest aferentidest; c — EPSP sagedaseks stimulatsiooniks ühe närvikiu kaudu

Kui sel ajal saabub neuronisse inhibeerivate sünapside kaudu teatud arv närviimpulsse, siis on võimalik selle aktiveerimine ja reageeriva närviimpulsi tekitamine, suurendades samal ajal signaalide vastuvõtmist ergastavate sünapside kaudu. Tingimustes, kus inhibeerivate sünapside kaudu saabuvad signaalid põhjustavad neuronimembraani hüperpolarisatsiooni, mis on võrdne või suurem kui ergastavate sünapside kaudu saabuvate signaalide põhjustatud depolarisatsioon, on aksoni künkliku membraani depolarisatsioon võimatu, neuron ei tekita närviimpulsse ja muutub mitteaktiivne.

Neuron teostab ka aja summeerimine EPSP ja IPSP signaalid saabuvad peaaegu samaaegselt (vt joonis 5). Nende põhjustatud potentsiaalide erinevuse muutusi perisünaptilistes piirkondades saab ka algebraliselt summeerida, mida nimetatakse ajutiseks liitmiseks.

Seega sisaldab iga neuroni tekitatud närviimpulss ja ka neuroni vaikuse periood paljudelt teistelt närvirakkudelt saadud informatsiooni. Tavaliselt, mida kõrgem on neuroni poolt teistelt rakkudelt vastuvõetud signaalide sagedus, seda kõrgema sagedusega genereerib see närviimpulsse, mida ta saadab mööda aksonit teistele närvi- või efektorrakkudele.

Kuna neuronikeha membraanis ja isegi selle dendriitides on (ehkki vähesel hulgal) naatriumikanaleid, võib aksonikünka membraanil tekkiv aktsioonipotentsiaal levida kehasse ja mõnda selle osasse. neuroni dendriidid. Selle nähtuse tähtsus ei ole piisavalt selge, kuid eeldatakse, et leviv aktsioonipotentsiaal silub hetkeks kõik membraanil olevad lokaalsed voolud, lähtestab potentsiaalid ja aitab kaasa uue teabe tõhusamale tajumisele neuroni poolt.

Molekulaarsed retseptorid osalevad neuronisse sisenevate signaalide transformeerimisel ja integreerimisel. Samal ajal võib nende stimuleerimine signaalimolekulidega viia läbi ioonikanalite oleku muutuste, mis on algatatud (G-valgud, sekundaarsed sõnumitoojad), vastuvõetud signaalide muundumise neuronimembraani potentsiaalide erinevuse kõikumiste, summeerimise ja moodustumise kaudu. neuroni vastus närviimpulsi tekitamise või selle inhibeerimise vormis.

Signaalide muundumisega neuroni metabotroopsete molekulaarsete retseptorite poolt kaasneb selle reaktsioon rakusiseste transformatsioonide kaskaadi käivitamisega. Neuroni reaktsioon võib sel juhul olla üldise metabolismi kiirenemine, ATP moodustumise suurenemine, ilma milleta pole selle funktsionaalset aktiivsust võimalik suurendada. Neid mehhanisme kasutades integreerib neuron vastuvõetud signaale oma tegevuse tõhususe parandamiseks.

Vastuvõetud signaalide poolt algatatud rakusisesed transformatsioonid neuronis viivad sageli proteiinimolekulide sünteesi suurenemiseni, mis täidavad neuronis retseptorite, ioonikanalite ja transporterite funktsioone. Suurendades nende arvu, kohandub neuron sissetulevate signaalide olemusega, suurendades tundlikkust olulisemate signaalide suhtes ja nõrgestades neid vähem oluliste signaalide suhtes.

Mitmete signaalide vastuvõtmisega neuronite poolt võib kaasneda teatud geenide, näiteks peptiidsete neuromodulaatorite sünteesi kontrollivate geenide ekspressioon või represseerimine. Kuna need toimetatakse neuroni aksoni otstesse ja nad kasutavad neid selle neurotransmitterite toime tugevdamiseks või nõrgendamiseks teistele neuronitele, võib neuronil vastusena saadud signaalidele, olenevalt saadud teabest, olla tugevam või nõrgem mõju teistele närvirakkudele, mida see kontrollib. Arvestades, et neuropeptiidide moduleeriv toime võib kesta kaua, võib ka neuroni mõju teistele närvirakkudele kesta kaua.

Seega, tänu võimele integreerida erinevaid signaale, suudab neuron neile peenelt reageerida mitmesuguste vastustega, võimaldades tal tõhusalt kohaneda sissetulevate signaalide olemusega ja kasutada neid teiste rakkude funktsioonide reguleerimiseks.

Närviahelad

Kesknärvisüsteemi neuronid interakteeruvad üksteisega, moodustades kokkupuutepunktis erinevaid sünapse. Sellest tulenevad närvitrahvid suurendavad oluliselt närvisüsteemi funktsionaalsust. Levinumate närviahelate hulka kuuluvad: lokaalsed, hierarhilised, koonduvad ja divergentsed ühe sisendiga närviahelad (joonis 6).

Lokaalsed närviahelad mille moodustavad kaks või enam neuronit. Sel juhul annab üks neuronitest (1) oma aksonaalse tagatise neuronile (2), moodustades selle kehal aksosomaatilise sünapsi ja teine ​​moodustab esimese neuroni kehal aksonaalse sünapsi. Lokaalsed närvivõrgud võivad toimida lõksudena, milles närviimpulsid võivad pikka aega ringelda mitmest neuronist moodustatud ringis.

Kunagi tekkinud erutuslaine (närviimpulsi) pikaajalise tsirkulatsiooni võimalust ringstruktuurile ülekandumise tõttu näitas eksperimentaalselt professor I.A. Vetokhin meduuside närvirõngaga tehtud katsetes.

Närviimpulsside ringikujuline tsirkulatsioon mööda kohalikke närviahelaid täidab ergastuste rütmi muutmise funktsiooni, annab võimaluse pikaajaliseks ergutamiseks pärast nendeni jõudvate signaalide lakkamist ja osaleb sissetuleva teabe meeldejätmise mehhanismides.

Kohalikud ahelad võivad täita ka pidurdusfunktsiooni. Selle näiteks on korduv inhibeerimine, mis realiseerub seljaaju kõige lihtsamas lokaalses närviringis, mille moodustavad a-motoneuron ja Renshaw rakk.

Riis. 6. Kesknärvisüsteemi kõige lihtsamad närviahelad. Kirjeldus tekstis

Sel juhul levib motoorses neuronis tekkiv erutus piki aksoni haru ja aktiveerib Renshaw raku, mis inhibeerib a-motoneuroni.

Konvergentsed ahelad on moodustatud mitmest neuronist, millest ühele (tavaliselt eferentsele) koonduvad või koonduvad mitmete teiste rakkude aksonid. Sellised ahelad on kesknärvisüsteemis laialt levinud. Näiteks ajukoore sensoorsete väljade paljude neuronite aksonid koonduvad primaarse motoorse ajukoore püramidaalsetele neuronitele. Tuhandete sensoorsete ja interneuronite aksonid kesknärvisüsteemi erinevatel tasanditel koonduvad seljaaju ventraalsete sarvede motoorsetele neuronitele. Koonduvad ahelad mängivad olulist rolli signaalide integreerimisel eferentsete neuronite poolt ja füsioloogiliste protsesside koordineerimisel.

Ühe sisendiga lahknevad vooluringid on moodustatud hargneva aksoniga neuronist, mille iga haru moodustab teise närvirakuga sünapsi. Need ahelad täidavad üheaegselt signaalide edastamise funktsioone ühelt neuronilt paljudele teistele neuronitele. See saavutatakse tänu aksoni tugevale hargnemisele (mitme tuhande haru moodustumine). Selliseid neuroneid leidub sageli ajutüve retikulaarse moodustumise tuumades. Need tagavad paljude ajuosade erutatavuse kiire suurenemise ja selle funktsionaalsete reservide mobiliseerimise.

Närvisüsteem näib olevat inimkeha kõige keerulisem osa. See sisaldab umbes 85 miljardit närvi- ja gliiarakku. Praeguseks on teadlased suutnud uurida vaid 5% neuronitest. Ülejäänud 95% jääb endiselt saladuseks, nii et nende inimaju komponentide kohta tehakse arvukalt uuringuid.

Mõelgem, kuidas inimese aju töötab, nimelt selle rakustruktuuri.

Neuronite struktuur koosneb kolmest põhikomponendist:

1. Raku keha

See närviraku osa on võtmetähtsusega, kuhu kuuluvad tsütoplasma ja tuumad, mis koos loovad protoplasma, mille pinnale moodustub kahest lipiidikihist koosnev membraanipiir. Membraani pinnal on valke kerakeste kujul.

Ajukoore närvirakud koosnevad tuuma sisaldavatest kehadest, aga ka paljudest organellidest, sealhulgas intensiivselt ja tõhusalt arenev kareda kujuga hajuvusala, millel on aktiivsed ribosoomid.

2. Dendriidid ja aksonid

Akson näib olevat pikk protsess, mis kohandub tõhusalt inimkeha põnevate protsessidega.

Dendriitidel on täiesti erinev anatoomiline struktuur. Nende peamine erinevus aksonist on see, et neil on oluliselt lühem pikkus ja neid iseloomustab ka põhiosa funktsioone täitvate ebanormaalselt arenenud protsesside olemasolu. Selles piirkonnas hakkavad ilmnema inhibeerivad sünapsid, mille tõttu on võime neuronit ennast otseselt mõjutada.

Märkimisväärne osa neuronitest koosneb suures osas dendriitidest, millel on ainult üks akson. Ühel närvirakul on palju ühendusi teiste rakkudega. Mõnel juhul ületab nende ühenduste arv 25 000.

Sünaps on koht, kus tekib kahe raku vaheline kontaktprotsess. Peamine funktsioon on impulsside edastamine erinevate rakkude vahel ning signaali sagedus võib varieeruda sõltuvalt selle signaali edastamise kiirusest ja tüüpidest.

Reeglina võivad närviraku ergastava protsessi alguseks stiimulina toimida mitmed ergastavad sünapsid.

Mis on inimese kolmekordne aju?

Aastal 1962 tuvastas neuroteadlane Paul MacLean kolm inimese aju, nimelt:

1. Reptiilloom

Seda tüüpi roomajate aju on eksisteerinud enam kui 100 miljonit aastat. Sellel on märkimisväärne mõju inimese käitumisomadustele. Selle põhiülesanne on juhtida põhikäitumist, mis hõlmab selliseid funktsioone nagu:

• Paljunemine, mis põhineb inimese instinktidel
• Agressioon
• Soov kõike kontrollida
• Järgige teatud mustreid
• matkima, petma
• Võitle mõju eest teiste üle

Inimese roomajate aju iseloomustavad ka sellised tunnused nagu meelekindlus teiste suhtes, empaatiavõime puudumine, täielik ükskõiksus oma tegude tagajärgede suhtes teiste suhtes. Samuti ei suuda see tüüp ära tunda reaalse ohuga väljamõeldud ohtu. Selle tulemusena allutab see aju mõnes olukorras täielikult inimese vaimu ja keha.

1. Emotsionaalne (limbilise süsteem)

Tundub, et tegemist on umbes 50 miljoni aasta vanuse imetaja ajuga.

Vastutab selliste üksikisiku funktsionaalsete omaduste eest nagu:

• Ellujäämine, enesesäilitamine ja enesekaitse
• Reguleerib sotsiaalset käitumist, sealhulgas emadust ja kasvatamist
• Osaleb elundite funktsioonide, lõhna, instinktiivse käitumise, mälu, une ja ärkveloleku ning paljude teiste reguleerimises

See aju on peaaegu täielikult identne loomade ajuga.

1. Visuaalne

See on aju, mis täidab meie mõtlemise funktsioone. Teisisõnu, see on ratsionaalne mõistus. See on noorim struktuur, mille vanus ei ületa 3 miljonit aastat.

Tundub, et see on see, mida me nimetame mõistusele, mis hõlmab selliseid võimeid nagu;

• peegeldama
• Järelduste tegemine
• Analüüsivõime

Seda eristab ruumilise mõtlemise olemasolu, kus tekivad iseloomulikud visuaalsed kujundid.

Neuronite klassifikatsioon

Tänapäeval on olemas mitmeid neuronirakkude klassifikatsioone. Üks levinumaid neuronite klassifikatsioone eristatakse protsesside arvu ja nende lokaliseerimise asukoha järgi, nimelt:

1. Multipolaarne. Neid rakke iseloomustab suur kogunemine kesknärvisüsteemis. Need ilmuvad ühe aksoni ja mitme dendriidiga.
2. Bipolaarne. Neid iseloomustavad üks akson ja üks dendriit ning need paiknevad võrkkestas, haistmiskoes, samuti kuulmis- ja vestibulaarkeskuses.

Sõltuvalt nende funktsioonidest jagatakse neuronid ka kolme suurde rühma:

1. Aferentne

Nad vastutavad signaalide edastamise protsessi eest retseptoritelt kesknärvisüsteemi. Erineb järgmiselt:

• Esmane. Primaarsed asuvad lülisamba tuumades, mis seonduvad retseptoritega.
• Teisene. Need asuvad visuaalses talamuses ja täidavad signaalide edastamise funktsioone katvatele sektsioonidele. Seda tüüpi rakud ei suhtle retseptoritega, vaid saavad signaale neurotsüüdirakkudelt.

2. Efferent või mootor

See tüüp moodustab impulsi ülekande inimkeha teistele keskustele ja organitele. Näiteks ajupoolkerade motoorsetsooni neuronid on püramiidsed, mis edastavad signaale seljaaju motoorsetele neuronitele. Motoorsete eferentsete neuronite põhitunnuseks on märkimisväärse pikkusega aksonite olemasolu, millel on kõrge ergastussignaali ülekandekiirus.

Ajukoore erinevate osade eferentsed närvirakud ühendavad neid osi omavahel. Need aju närviühendused loovad suhteid poolkerade sees ja vahel, seega vastutavad aju toimimise eest õppimise, objektide äratundmise, väsimuse jms protsessis.

3. Interkalaarne või assotsiatiivne

See tüüp teostab interaktsiooni neuronite vahel ja töötleb ka sensoorsetest rakkudest edastatud andmeid ja edastab need seejärel teistele interkalaarsetele või motoorsete närvirakkudele. Need rakud näivad olevat väiksemad kui aferentsed ja eferentsed rakud. Aksonid on väikese pikkusega, kuid dendriitide võrgustik on üsna ulatuslik.

Eksperdid on jõudnud järeldusele, et ajus paiknevad otsesed närvirakud on aju assotsiatiivsed neuronid ja ülejäänud reguleerivad aju tegevust väljaspool iseennast.

Kas närvirakud taastuvad?

Kaasaegne teadus pöörab piisavalt tähelepanu närvirakkude surma- ja taastumisprotsessidele. Terve inimkeha on võimeline taastuma, aga kas aju närvirakkudel on see võime?

Isegi viljastumise ajal kohaneb keha närvirakkude surmaga.

Mitmed teadlased väidavad, et pühitud rakkude arv on umbes 1% aastas. Selle väite põhjal selgub, et aju oleks juba nii kulunud, et kaotaks võime teha elementaarseid asju. Seda protsessi aga ei toimu ja aju töötab edasi kuni surmani.

Iga keha kude taastab end iseseisvalt, jagades "elusad" rakud. Pärast mitmeid närviraku uuringuid leidsid inimesed aga, et rakk ei jagune. Väidetavalt tekivad uued ajurakud neurogeneesi tulemusena, mis algab sünnieelsel perioodil ja kestab kogu elu.

Neurogenees on uute neuronite süntees prekursoritest - tüvirakkudest, mis seejärel diferentseeruvad ja moodustuvad küpseteks neuroniteks.

Seda protsessi kirjeldati esmakordselt 1960. aastal, kuid sel ajal ei toetanud seda protsessi miski.

Edasised uuringud kinnitasid, et neurogenees võib esineda teatud ajupiirkondades. Üks selline piirkond on ajuvatsakeste ümbritsev ruum. Teine piirkond hõlmab hipokampust, mis asub otse vatsakeste kõrval. Hipokampus täidab meie mälu, mõtlemise ja emotsioonide funktsioone.

Selle tulemusena kujuneb eluprotsessis erinevate tegurite mõjul mälu- ja mõtlemisvõime. Nagu eeltoodust võib märkida, paistab meie aju, mille struktuuride määramine, kuigi vaid 5% on lõpetatud, siiski silma mitmete faktidega, mis kinnitavad närvirakkude taastumisvõimet.

Järeldus

Ärge unustage, et närvirakkude täielikuks toimimiseks peaksite teadma, kuidas parandada aju närviühendusi. Paljud eksperdid märgivad, et tervete neuronite peamine tagatis on tervislik toitumine ja elustiil ning alles siis saab kasutada täiendavat farmakoloogilist tuge.

Korralda oma uni, loobu alkoholist ja suitsetamisest ning lõpuks tänavad sind närvirakud.