Cellenes evne til å reagere på stimuli fra omverdenen er hovedkriteriet for en levende organisme. De strukturelle elementene i nervevevet - nevronene til pattedyr og mennesker - er i stand til å transformere stimuli (lys, lukt, lydbølger) til eksitasjonsprosessen. Sluttresultatet er en tilstrekkelig reaksjon fra kroppen som svar på ulike miljøpåvirkninger. I denne artikkelen vil vi studere funksjonen til nevronene i hjernen og de perifere delene av nervesystemet, og også vurdere klassifiseringen av nevroner i forbindelse med særegenhetene ved deres funksjon i levende organismer.
Danning av nervevev
Før vi studerer funksjonene til et nevron, la oss se på hvordan nevrocyttceller dannes. På nevrulastadiet legges nevralrøret i embryoet. Den er dannet fra ektodermalenblad med en fortykkelse - nevrale platen. Den utvidede enden av røret vil senere danne fem deler i form av hjernebobler. De utgjør deler av hjernen. Hoveddelen av nevralrøret i prosessen med embryonal utvikling danner ryggmargen, hvorfra 31 par nerver går.
Nevronene i hjernen kombineres for å danne kjerner. 12 par kraniale nerver kommer ut av dem. I menneskekroppen er nervesystemet differensiert i den sentrale delen - hjernen og ryggmargen, bestående av nevrocyttceller, og støttevevet - neuroglia. Den perifere delen består av de somatiske og vegetative delene. Deres nerveender innerverer alle organer og vev i kroppen.
Nevroner er strukturelle enheter i nervesystemet
De har forskjellige størrelser, former og egenskaper. Funksjonene til en nevron er forskjellige: deltakelse i dannelsen av refleksbuer, oppfatning av irritasjon fra det ytre miljø, overføring av den resulterende eksitasjonen til andre celler. Et nevron har flere grener. Den lange er et akson, de korte forgrener seg og kalles dendritter.
Cytologiske studier har avslørt i kroppen til en nervecelle en kjerne med en eller to nukleoler, et velformet endoplasmatisk retikulum, mange mitokondrier og et kraftig proteinsyntetiserende apparat. Det er representert av ribosomer og RNA- og mRNA-molekyler. Disse stoffene danner en spesifikk struktur av nevrocytter - Nissls substans. Det særegne til nerveceller - et stort antall prosesser bidrar til det faktum at hovedfunksjonen til nevronen er overføring av nerveimpulser. Det leveres av både dendrittene og aksonet. Førstnevnte oppfatter signaler og overfører dem til nevrocyttens kropp, og aksonet, den eneste svært lange prosessen, leder eksitasjon til andre nerveceller. Fortsetter å finne svaret på spørsmålet: hvilken funksjon utfører nevronene, la oss gå til strukturen til et slikt stoff som neuroglia.
Nervevevsstrukturer
Neurocytter er omgitt av et spesielt stoff som har støttende og beskyttende egenskaper. Den har også en karakteristisk evne til å dele. Denne forbindelsen kalles neuroglia.
Denne strukturen er i nær forbindelse med nerveceller. Siden hovedfunksjonene til et nevron er generering og ledning av nerveimpulser, påvirkes gliaceller av eksitasjonsprosessen og endrer deres elektriske egenskaper. I tillegg til trofiske og beskyttende funksjoner gir glia metabolske reaksjoner i nevrocytter og bidrar til plastisiteten til nervevevet.
Mekanisme for å lede eksitasjon i nevroner
Hver nervecelle danner flere tusen kontakter med andre nevrocytter. Elektriske impulser, som er grunnlaget for eksitasjonsprosesser, overføres fra nevronets kropp langs aksonet, og det kommer i kontakt med andre strukturelle elementer i nervevevet eller går direkte inn i arbeidsorganet, for eksempel inn i muskelen. For å fastslå hvilken funksjon nevroner utfører, er det nødvendig å studere mekanismen for eksitasjonsoverføring. Det utføres av aksoner. I motoriske nerver er de dekket med en myelinskjede og kalles pulpy. I det vegetativenervesystemet er umyeliniserte prosesser. Gjennom dem skal eksitasjon komme inn i nabo-nevrocytten.
Hva er en synapse
Stedet der to celler møtes kalles en synapse. Overføringen av eksitasjon i den skjer enten ved hjelp av kjemiske stoffer - mediatorer, eller ved å overføre ioner fra en nevron til en annen, det vil si ved elektriske impulser.
På grunn av dannelsen av synapser skaper nevroner en mesh-struktur av stammedelen av hjernen og ryggmargen. Det kalles retikulær formasjon, starter fra den nedre delen av medulla oblongata og fanger opp kjernene i hjernestammen, eller hjerneneuroner. Mesh-strukturen opprettholder den aktive tilstanden til hjernebarken og styrer reflekshandlingene til ryggmargen.
Artificial Intelligence
Ideen om synaptiske forbindelser mellom nevroner i sentralnervesystemet og studiet av funksjonene til retikulær informasjon er for tiden legemliggjort av vitenskapen i form av et kunstig nevr alt nettverk. I den er utgangene til en kunstig nervecelle koblet til inngangene til en annen ved spesielle forbindelser som dupliserer ekte synapser i funksjonene deres. Aktiveringsfunksjonen til et nevron til en kunstig nevrodatamaskin er summeringen av alle inngangssignaler som kommer inn i den kunstige nervecellen, omdannet til en ikke-lineær funksjon av den lineære komponenten. Det kalles også aktiveringsfunksjonen (overføring). Når du lager kunstig intelligens, er de mest brukte lineære, semi-lineære og trinnvise aktiveringsfunksjonene.nevron.
Afferente nevrocytter
De kalles også sensitive og har korte prosesser som kommer inn i cellene i huden og alle indre organer (reseptorer). Når de oppfatter irritasjonen av det ytre miljøet, transformerer reseptorene dem til eksitasjonsprosessen. Avhengig av typen stimulus er nerveender delt inn i: termoreseptorer, mekanoreseptorer, nociseptorer. Dermed er funksjonene til et sensitivt nevron oppfatningen av stimuli, deres diskriminering, generering av eksitasjon og overføring til sentralnervesystemet. Sensoriske nevroner kommer inn i de dorsale hornene i ryggmargen. Kroppene deres er lokalisert i noder (ganglia) som ligger utenfor sentralnervesystemet. Slik dannes gangliene til kranial- og spinalnervene. Afferente nevroner har et stort antall dendritter; sammen med aksonet og kroppen er de en essensiell komponent i alle refleksbuer. Derfor består funksjonene til et sensitivt nevron både i overføring av eksitasjonsprosessen til hjernen og ryggmargen, og i deltakelse i dannelsen av reflekser.
Features of the interneuron
Forsetter å studere egenskapene til de strukturelle elementene i nervevevet, la oss finne ut hvilken funksjon interneuroner utfører. Denne typen nerveceller mottar bioelektriske impulser fra den sensoriske nevrocytten og overfører dem:
a) andre interneuroner;
b) motoriske nevrocytter.
De fleste interneuroner har aksoner, hvis endedeler er terminaler, forbundet med nevrocytter i ett senter.
Det interkalære nevronet, hvis funksjoner er integrering av eksitasjon og dens distribusjon videre til delene av sentralnervesystemet, er en essensiell komponent i de fleste ubetingede refleks- og betingede refleksnervebuer. Eksitatoriske interneuroner fremmer signaloverføring mellom funksjonelle grupper av nevrocytter. Hemmende interkalære nerveceller mottar eksitasjon fra sitt eget senter gjennom tilbakemelding. Dette bidrar til at det interkalære nevronet, hvis funksjoner er overføring og langtidsbevaring av nerveimpulser, sørger for aktivering av sensoriske spinalnerver.
Motornevronfunksjon
Motoneuron er den endelige strukturelle enheten til refleksbuen. Den har en stor kropp innelukket i de fremre hornene på ryggmargen. De nervecellene som innerverer skjelettmuskulaturen har navnene på disse motoriske elementene. Andre efferente nevrocytter kommer inn i de utskillende cellene i kjertlene og forårsaker frigjøring av passende stoffer: hemmeligheter, hormoner. Ved ufrivillige, det vil si ubetingede reflekshandlinger (svelging, salivasjon, avføring), går efferente nevroner fra ryggmargen eller fra hjernestammen. For å utføre komplekse handlinger og bevegelser bruker kroppen to typer sentrifugale nevrocytter: sentral motor og perifer motor. Kroppen til det sentrale motorneuronet er lokalisert i hjernebarken, nær Roland sulcus.
Kroppene til perifere motoriske nevrocytter som innerverer musklene i lemmer, bagasjerom, nakke,lokalisert i de fremre hornene i ryggmargen, og deres lange prosesser - aksoner - kommer ut av de fremre røttene. De danner motoriske fibre av 31 par spinalnerver. Perifere motoriske nevrocytter som innerverer musklene i ansiktet, svelget, strupehodet og tungen er lokalisert i vaguskjernene, hypoglossale og glossofaryngeale kraniale nerver. Derfor er hovedfunksjonen til det motoriske nevronet uhindret ledning av eksitasjon til musklene, utskillende celler og andre arbeidsorganer.
metabolisme i nevrocytter
Hovedfunksjonene til et nevron - dannelsen av et bioelektrisk aksjonspotensial og dets overføring til andre nerveceller, muskler, utskillende celler - skyldes de strukturelle egenskapene til nevrocytten, så vel som spesifikke metabolske reaksjoner. Cytologiske studier har vist at nevroner inneholder et stort antall mitokondrier som syntetiserer ATP-molekyler, et utviklet granulært retikulum med mange ribosomale partikler. De syntetiserer aktivt cellulære proteiner. Membranen til nervecellen og dens prosesser - aksonet og dendrittene - utfører funksjonen selektiv transport av molekyler og ioner. Metabolske reaksjoner i nevrocytter fortsetter med deltakelse av ulike enzymer og er preget av høy intensitet.
Eksitasjonsoverføring i synapser
Med tanke på mekanismen for å lede eksitasjon i nevroner, ble vi kjent med synapser - formasjoner som oppstår i kontaktpunktet til to nevrocytter. Eksitasjon i den første nervecellen forårsaker dannelsen av molekyler av kjemiske stoffer - mediatorer - i aksonets sikkerhet. Disse inkludereraminosyrer, acetylkolin, noradrenalin. Frigitt fra vesiklene til synoptiske avslutninger i den synoptiske kløften, kan den påvirke både sin egen postsynaptiske membran og påvirke skallene til nabonevroner.
Neurotransmittermolekyler virker irriterende på en annen nervecelle, og forårsaker endringer i ladninger i membranen - et aksjonspotensial. Dermed sprer eksitasjonen seg raskt langs nervefibrene og når delene av sentralnervesystemet eller går inn i musklene og kjertlene, og forårsaker deres tilstrekkelige virkning.
Neuronplastisitet
Forskere har funnet ut at i prosessen med embryogenese, nemlig på nevrulasjonsstadiet, utvikles et svært stort antall primære nevroner fra ektodermen. Omtrent 65 % av dem dør før fødselen til en person. Under ontogenese fortsetter noen hjerneceller å bli eliminert. Dette er en naturlig programmert prosess. Nevrocytter, i motsetning til epitelceller eller bindeceller, er ikke i stand til deling og regenerering, siden genene som er ansvarlige for disse prosessene inaktiveres i menneskelige kromosomer. Likevel kan hjernen og mental ytelse opprettholdes i mange år uten å avta nevneverdig. Dette forklares av det faktum at funksjonene til nevronet, tapt i prosessen med ontogenese, overtas av andre nerveceller. De må øke stoffskiftet og skape nye ekstra nerveforbindelser som kompenserer for de tapte funksjonene. Dette fenomenet kalles nevrocyttplastisitet.
Hvareflektert i nevroner
På slutten av det 20. århundre etablerte en gruppe italienske nevrofysiologer et interessant faktum: en speilrefleksjon av bevisstheten er mulig i nerveceller. Dette betyr at det dannes et fantom av bevisstheten til menneskene vi kommuniserer med i hjernebarken. Nevronene som inngår i speilsystemet fungerer som resonatorer for den mentale aktiviteten til de omkringliggende menneskene. Derfor er en person i stand til å forutsi intensjonene til samtalepartneren. Strukturen til slike nevrocytter gir også et spesielt psykologisk fenomen k alt empati. Det er preget av evnen til å trenge inn i en annen persons følelser og føle seg inn i følelsene deres.
