Cellers evne til at reagere på stimuli fra omverdenen er hovedkriteriet for en levende organisme. De strukturelle elementer i nervevævet - pattedyrs og menneskers neuroner - er i stand til at omdanne stimuli (lys, lugt, lydbølger) til excitationsprocessen. Dets slutresultat er en passende reaktion fra kroppen som reaktion på forskellige miljøpåvirkninger. I denne artikel vil vi studere funktionen af hjernens neuroner og de perifere dele af nervesystemet og også overveje klassificeringen af neuroner i forbindelse med det særlige ved deres funktion i levende organismer.
Danning af nervevæv
Før vi studerer en neurons funktioner, lad os se på, hvordan neurocytceller dannes. På neurulastadiet lægges neuralrøret i embryonet. Det er dannet fra ektodermalblad med en fortykkelse - neuralpladen. Den udvidede ende af røret vil senere danne fem dele i form af hjernebobler. De udgør dele af hjernen. Hoveddelen af neuralrøret i embryonal udvikling danner rygmarven, hvorfra 31 par nerver udgår.
Hjernens neuroner kombineres og danner kerner. 12 par kranienerver kommer ud af dem. I den menneskelige krop er nervesystemet differentieret til den centrale sektion - hjernen og rygmarven, der består af neurocytceller, og støttevævet - neuroglia. Det perifere afsnit består af de somatiske og vegetative dele. Deres nerveender innerverer alle organer og væv i kroppen.
Neuroner er strukturelle enheder i nervesystemet
De har forskellige størrelser, former og egenskaber. En neurons funktioner er forskellige: deltagelse i dannelsen af refleksbuer, opfattelse af irritation fra det ydre miljø, overførsel af den resulterende excitation til andre celler. En neuron har flere grene. Den lange er et axon, de korte forgrener sig og kaldes dendritter.
Cytologiske undersøgelser har afsløret i kroppen af en nervecelle en kerne med en eller to nukleoler, et velformet endoplasmatisk retikulum, mange mitokondrier og et kraftfuldt proteinsynteseapparat. Det er repræsenteret af ribosomer og RNA- og mRNA-molekyler. Disse stoffer danner en specifik struktur af neurocytter - Nissls stof. Det særlige ved nerveceller - et stort antal processer bidrager til det faktum, at neuronens hovedfunktion er overførsel af nerveimpulser. Det leveres af både dendritterne og axonet. Førstnævnte opfatter signaler og overfører dem til neurocyttens krop, og axonen, den eneste meget lange proces, leder excitation til andre nerveceller. Lad os fortsætte med at finde svaret på spørgsmålet: hvilken funktion udfører neuroner, så lad os vende os til strukturen af et sådant stof som neuroglia.
Nervevævsstrukturer
Neurocytter er omgivet af et særligt stof, der har støttende og beskyttende egenskaber. Den har også en karakteristisk evne til at dele. Denne forbindelse kaldes neuroglia.
Denne struktur er i tæt forbindelse med nerveceller. Da en neurons hovedfunktioner er generering og ledning af nerveimpulser, påvirkes gliaceller af excitationsprocessen og ændrer deres elektriske egenskaber. Ud over trofiske og beskyttende funktioner giver glia metaboliske reaktioner i neurocytter og bidrager til nervevævets plasticitet.
Mekanisme til at lede excitation i neuroner
Hver nervecelle danner flere tusinde kontakter med andre neurocytter. Elektriske impulser, som er grundlaget for excitationsprocesser, overføres fra neuronens krop langs axonen, og den kommer i kontakt med andre strukturelle elementer i nervevævet eller går direkte ind i arbejdsorganet, for eksempel i musklen. For at fastslå, hvilken funktion neuroner udfører, er det nødvendigt at studere mekanismen for excitationstransmission. Det udføres af axoner. I motoriske nerver er de dækket af en myelinskede og kaldes pulpy. I det vegetativenervesystemet er umyeliniserede processer. Gennem dem skal excitation trænge ind i den tilstødende neurocyt.
Hvad er en synapse
Stedet, hvor to celler mødes, kaldes en synapse. Overførslen af excitation i den sker enten ved hjælp af kemiske stoffer - mediatorer, eller ved at overføre ioner fra en neuron til en anden, det vil sige ved elektriske impulser.
På grund af dannelsen af synapser skaber neuroner en mesh-struktur af hjernens og rygmarvens stammedel. Det kaldes retikulær dannelse, starter fra den nederste del af medulla oblongata og fanger kernerne i hjernestammen eller hjerneneuronerne. Mesh-strukturen opretholder den aktive tilstand af hjernebarken og styrer rygmarvens reflekshandlinger.
kunstig intelligens
Ideen om synaptiske forbindelser mellem neuroner i centralnervesystemet og studiet af funktionerne af retikulær information er i øjeblikket legemliggjort af videnskaben i form af et kunstigt neur alt netværk. I den er udgangene fra en kunstig nervecelle forbundet med input fra en anden af specielle forbindelser, der duplikerer ægte synapser i deres funktioner. Aktiveringsfunktionen af en neuron i en kunstig neurocomputer er summeringen af alle inputsignaler, der kommer ind i den kunstige nervecelle, omdannet til en ikke-lineær funktion af den lineære komponent. Det kaldes også aktiveringsfunktionen (overførsel). Ved oprettelse af kunstig intelligens er de mest anvendte lineære, semi-lineære og trinvise aktiveringsfunktioner.neuron.
Afferente neurocytter
De kaldes også følsomme og har korte processer, der trænger ind i hudens celler og alle indre organer (receptorer). Når de opfatter irritationen af det ydre miljø, omdanner receptorerne dem til excitationsprocessen. Afhængigt af typen af stimulus er nerveender opdelt i: termoreceptorer, mekanoreceptorer, nociceptorer. Funktionerne af en følsom neuron er således opfattelsen af stimuli, deres skelnen, genereringen af excitation og dens transmission til centralnervesystemet. Sensoriske neuroner kommer ind i rygmarvens dorsale horn. Deres kroppe er placeret i knuder (ganglier) placeret uden for centralnervesystemet. Sådan dannes ganglierne i kranie- og spinalnerverne. Afferente neuroner har et stort antal dendritter; sammen med axonen og kroppen er de en væsentlig komponent i alle refleksbuer. Derfor består funktionerne af en følsom neuron både i overførslen af excitationsprocessen til hjernen og rygmarven og i deltagelse i dannelsen af reflekser.
Features of the interneuron
Fortsat med at studere egenskaberne af de strukturelle elementer i nervevævet, lad os finde ud af, hvilken funktion interneuroner udfører. Denne type nerveceller modtager bioelektriske impulser fra den sensoriske neurocyt og overfører dem:
a) andre interneuroner;
b) motoriske neurocytter.
De fleste interneuroner har axoner, hvis endedele er terminaler, forbundet med neurocytter i ét center.
Den interkalære neuron, hvis funktioner er integrationen af excitation og dens fordeling videre til dele af centralnervesystemet, er en væsentlig komponent i de fleste ubetingede refleks- og konditionerede refleksnervebuer. Excitatoriske interneuroner fremmer sign altransmission mellem funktionelle grupper af neurocytter. Inhiberende interkalære nerveceller modtager excitation fra deres eget center gennem feedback. Dette er medvirkende til, at det interkalære neuron, hvis funktioner er transmission og langtidsbevarelse af nerveimpulser, sikrer aktivering af sensoriske spinalnerver.
Motorneuronfunktion
Motoneuron er den endelige strukturelle enhed i refleksbuen. Den har en stor krop indesluttet i de forreste horn af rygmarven. De nerveceller, der innerverer skeletmuskler, har navnene på disse motoriske elementer. Andre efferente neurocytter trænger ind i de udskillende celler i kirtlerne og forårsager frigivelse af passende stoffer: hemmeligheder, hormoner. Ved ufrivillige, det vil sige ubetingede reflekshandlinger (synkning, spytudskillelse, afføring), afgår efferente neuroner fra rygmarven eller fra hjernestammen. For at udføre komplekse handlinger og bevægelser bruger kroppen to typer centrifugale neurocytter: central motor og perifer motor. Kroppen af den centrale motorneuron er placeret i hjernebarken nær Roland sulcus.
Kroppene af perifere motoriske neurocytter, der innerverer musklerne i lemmer, krop, nakke,placeret i de forreste horn af rygmarven, og deres lange processer - axoner - kommer ud af de forreste rødder. De danner motoriske fibre af 31 par spinalnerver. Perifere motoriske neurocytter, der innerverer musklerne i ansigtet, svælget, strubehovedet og tungen, er placeret i kernerne af vagus, hypoglossale og glossopharyngeale kranienerver. Derfor er motorneuronens hovedfunktion den uhindrede overledning af excitation til musklerne, udskillende celler og andre arbejdsorganer.
Metabolisme i neurocytter
En neurons hovedfunktioner - dannelsen af et bioelektrisk aktionspotentiale og dets overførsel til andre nerveceller, muskler, udskillende celler - skyldes neurocyttens strukturelle egenskaber såvel som specifikke metaboliske reaktioner. Cytologiske undersøgelser har vist, at neuroner indeholder et stort antal mitokondrier, der syntetiserer ATP-molekyler, et udviklet granulært retikulum med mange ribosomale partikler. De syntetiserer aktivt cellulære proteiner. Nervecellens membran og dens processer - axonen og dendritter - udfører funktionen af selektiv transport af molekyler og ioner. Metaboliske reaktioner i neurocytter forløber med deltagelse af forskellige enzymer og er karakteriseret ved høj intensitet.
Excitationstransmission i synapser
I betragtning af mekanismen til at udføre excitation i neuroner, stiftede vi bekendtskab med synapser - formationer, der opstår i kontaktpunktet for to neurocytter. Excitation i den første nervecelle forårsager dannelsen af molekyler af kemiske stoffer - mediatorer - i collateralerne af dens axon. Disse omfatteraminosyrer, acetylcholin, noradrenalin. Frigivet fra vesiklerne af synoptiske afslutninger i den synoptiske kløft kan den påvirke både sin egen postsynaptiske membran og påvirke skallerne af naboneuroner.
Neurotransmittermolekyler virker irriterende på en anden nervecelle og forårsager ændringer i ladninger i dens membran - et aktionspotentiale. Således spredes excitationen hurtigt langs nervefibrene og når dele af centralnervesystemet eller kommer ind i musklerne og kirtlerne, hvilket forårsager deres tilstrækkelige virkning.
Neuronplasticitet
Forskere har fundet ud af, at i processen med embryogenese, nemlig på stadium af neurulation, udvikles et meget stort antal primære neuroner fra ektodermen. Omkring 65 % af dem dør før en persons fødsel. Under ontogenese fortsætter nogle hjerneceller med at blive elimineret. Dette er en naturlig programmeret proces. Neurocytter, i modsætning til epitel- eller bindeceller, er ude af stand til deling og regenerering, da de gener, der er ansvarlige for disse processer, inaktiveres i menneskelige kromosomer. Ikke desto mindre kan hjernen og den mentale ydeevne opretholdes i mange år uden at falde væsentligt. Dette forklares ved, at neuronens funktioner, der går tabt i ontogeneseprocessen, overtages af andre nerveceller. De skal øge deres stofskifte og skabe nye yderligere nerveforbindelser, der kompenserer for de tabte funktioner. Dette fænomen kaldes neurocytplasticitet.
Hvadafspejles i neuroner
I slutningen af det 20. århundrede etablerede en gruppe italienske neurofysiologer et interessant faktum: en spejlrefleksion af bevidsthed er mulig i nerveceller. Det betyder, at et fantom af bevidstheden hos de mennesker, som vi kommunikerer med, er ved at blive dannet i hjernebarken. Neuronerne, der indgår i spejlsystemet, fungerer som resonatorer for de omgivende menneskers mentale aktivitet. Derfor er en person i stand til at forudsige samtalepartnerens intentioner. Strukturen af sådanne neurocytter giver også et særligt psykologisk fænomen kaldet empati. Det er kendetegnet ved evnen til at trænge ind i en anden persons følelsers verden og indleve sig i deres følelser.
