A sejtek azon képessége, hogy reagáljanak a külvilág ingereire, az élő szervezet fő kritériuma. Az idegszövet szerkezeti elemei - az emlősök és az ember idegsejtjei - képesek az ingereket (fény, szag, hanghullámok) gerjesztési folyamattá alakítani. Ennek végeredménye a szervezet megfelelő reakciója a különböző környezeti hatásokra. Ebben a cikkben az agy neuronjainak és az idegrendszer perifériás részeinek működését tanulmányozzuk, valamint megvizsgáljuk a neuronok osztályozását az élő szervezetekben való működésük sajátosságai alapján.
Idegszövet képződése
Mielőtt egy neuron funkcióit tanulmányoznánk, nézzük meg, hogyan keletkeznek a neurocita sejtek. A neurula szakaszban a neurális csövet az embrióba helyezik. Az ektodermálisból jön létrelevél megvastagodása - az idegi lemez. A cső kiterjesztett vége később öt részből áll majd agybuborékok formájában. Az agy részeit alkotják. Az embrionális fejlődés folyamatában az idegcső fő része a gerincvelőt alkotja, amelyből 31 pár ideg indul ki.
Az agy neuronjai egyesülve magokat alkotnak. 12 pár agyideg válik ki belőlük. Az emberi testben az idegrendszer a központi részre - az agyra és a gerincvelőre - differenciálódik, amely neurocita sejtekből áll, valamint a támasztó szövet - neuroglia. A perifériás szakasz szomatikus és vegetatív részből áll. Idegvégződéseik a test összes szervét és szövetét beidegzik.
A neuronok az idegrendszer szerkezeti egységei
Különböző méretűek, formájúak és tulajdonságaik vannak. A neuron funkciói sokrétűek: részvétel a reflexívek kialakításában, a külső környezet irritációjának észlelése, a keletkező gerjesztés átvitele más sejtekhez. Egy neuronnak több ága van. A hosszú egy axon, a rövidek elágaznak, és dendriteknek nevezik őket.
Citológiai vizsgálatok egy vagy két sejtmaggal rendelkező sejtmagot, jól kialakított endoplazmatikus retikulumot, sok mitokondriumot és egy erős fehérjeszintetizáló berendezést tártak fel egy idegsejt testében. Ezt riboszómák, valamint RNS és mRNS molekulák képviselik. Ezek az anyagok a neurociták sajátos szerkezetét alkotják - Nissl anyagát. Az idegsejtek sajátossága - számos folyamat hozzájárul ahhoz, hogy a neuron fő funkciója az idegátvitelimpulzusok. A dendritek és az axonok egyaránt biztosítják. Az előbbiek érzékelik a jeleket és továbbítják azokat a neurocita testébe, az axon pedig, az egyetlen nagyon hosszú folyamat, gerjesztést vezet más idegsejtek felé.. Továbbra is keresve a választ arra a kérdésre: milyen funkciót látnak el a neuronok, térjünk rá a kérdésre. az olyan anyag szerkezete, mint a neuroglia.
Idegszöveti struktúrák
A neurocitákat egy speciális anyag veszi körül, amely támogató és védő tulajdonságokkal rendelkezik. Jellegzetes osztódási képessége is van. Ezt a kapcsolatot neurogliának nevezik.
Ez a szerkezet szoros kapcsolatban áll az idegsejtekkel. Mivel a neuronok fő funkciói az idegimpulzusok generálása és vezetése, a gliasejteket befolyásolja a gerjesztési folyamat, és megváltoztatják elektromos tulajdonságaikat. A trofikus és védőfunkciók mellett a glia metabolikus reakciókat biztosít a neurocitákban, és hozzájárul az idegszövet plaszticitásához.
A gerjesztés levezetésének mechanizmusa az idegsejtekben
Minden idegsejt több ezer kapcsolatot alakít ki más neurocitákkal. Az elektromos impulzusok, amelyek a gerjesztési folyamatok alapját képezik, az idegsejt testéből az axon mentén továbbítják, és az idegszövet más szerkezeti elemeivel érintkeznek, vagy közvetlenül a munkaszervbe, például az izomba jutnak. Annak megállapításához, hogy a neuronok milyen funkciót látnak el, meg kell vizsgálni a gerjesztés átvitelének mechanizmusát. Axonok végzik. A motoros idegekben mielinhüvellyel vannak borítva, és pépesnek nevezik. A vegetatívbanidegrendszer nem myelinizált folyamatok. Rajtuk keresztül a gerjesztésnek be kell jutnia a szomszédos neurocitába.
Mi az a szinapszis
A két sejt találkozási helyét szinapszisnak nevezzük. A gerjesztés átvitele benne vagy kémiai anyagok - mediátorok segítségével, vagy az egyik neuronból a másikba ionok átadásával, azaz elektromos impulzusokkal történik.
A szinapszisok képződésének köszönhetően az idegsejtek hálószerkezetet hoznak létre az agy és a gerincvelő szárrészében. Ezt nevezik retikuláris formációnak, amely a medulla oblongata alsó részéből indul ki, és az agytörzs magjait vagy az agyi neuronokat rögzíti. A hálószerkezet fenntartja az agykéreg aktív állapotát és irányítja a gerincvelő reflexióit.
Mesterséges intelligencia
A központi idegrendszer neuronjai közötti szinaptikus kapcsolatok gondolatát és a retikuláris információ funkcióinak tanulmányozását jelenleg a tudomány egy mesterséges neurális hálózat formájában testesíti meg. Ebben az egyik mesterséges idegsejt kimenetei egy másik mesterséges idegsejt bemeneteihez kapcsolódnak speciális kapcsolatokkal, amelyek funkciójukban megkettőzik a valódi szinapszisokat. A mesterséges neurokomputer neuronjának aktiválási funkciója a mesterséges idegsejtbe belépő összes bemeneti jel összegzése, amelyet a lineáris komponens nemlineáris függvényévé alakítanak át. Működési funkciónak (transzfer) is nevezik. A mesterséges intelligencia létrehozásakor a legszélesebb körben alkalmazott lineáris, féllineáris és lépcsőzetes aktiválási függvények.neuron.
Afferens neurociták
Érzékenynek is nevezik őket, és rövid folyamataik vannak, amelyek bejutnak a bőr sejtjébe és minden belső szervbe (receptorba). A külső környezet irritációját észlelve a receptorok azokat a gerjesztés folyamatává alakítják át. Az inger típusától függően az idegvégződéseket a következőkre osztják: termoreceptorok, mechanoreceptorok, nociceptorok. Az érzékeny idegsejt funkciói tehát az ingerek észlelése, megkülönböztetése, gerjesztés generálása és átvitele a központi idegrendszerbe. A szenzoros neuronok belépnek a gerincvelő hátsó szarvaiba. Testük a központi idegrendszeren kívül található csomópontokban (ganglionokban) található. Így keletkeznek a koponya- és gerincideg ganglionjai. Az afferens neuronok nagyszámú dendrittel rendelkeznek, az axonnal és a testtel együtt minden reflexív lényeges alkotóelemei. Ezért az érzékeny neuron funkciói a gerjesztés folyamatának az agyba és a gerincvelőbe való átviteléből, valamint a reflexek kialakításában való részvételből állnak.
Az interneuron jellemzői
Folytatva az idegszövet szerkezeti elemeinek tulajdonságainak tanulmányozását, nézzük meg, milyen funkciót látnak el az interneuronok. Az ilyen típusú idegsejtek bioelektromos impulzusokat kapnak a szenzoros neurocitától, és továbbítják azokat:
a) egyéb interneuronok;
b) motoros neurociták.
A legtöbb interneuronnak vannak axonjai, amelyek végszakaszok terminálisok, amelyek egy központ neurocitáihoz kapcsolódnak.
Az interkaláris neuron, amelynek funkciója a gerjesztés integrálása és a központi idegrendszer részei felé történő elosztása, a legtöbb feltétlen reflex és feltételes reflexidegív lényeges alkotóeleme. A serkentő interneuronok elősegítik a jelátvitelt a neurociták funkcionális csoportjai között. A gátló interkaláris idegsejtek saját központjukból kapnak gerjesztést visszacsatolás útján. Ez hozzájárul ahhoz, hogy az interkaláris neuron, amelynek funkciója az idegimpulzusok továbbítása és hosszú távú megőrzése, biztosítja az érző gerincvelői idegek aktiválását.
Motoros neuron funkció
Motoneuron a reflexív végső szerkezeti egysége. Nagy teste van, amely a gerincvelő elülső szarvaiba van zárva. Azoknak az idegsejteknek, amelyek a vázizmokat beidegzik, ezeknek a motoros elemeknek a neve van. Más efferens neurociták bejutnak a mirigyek szekretáló sejtjeibe, és megfelelő anyagok felszabadulását idézik elő: titkok, hormonok. Önkéntelen, azaz feltétlen reflexakcióknál (nyelés, nyálfolyás, székletürítés) az efferens neuronok a gerincvelőből vagy az agytörzsből távoznak. A komplex cselekvések és mozgások végrehajtásához a szervezet kétféle centrifugális neurocitát használ: központi motort és perifériás motort. A központi motoros neuron teste az agykéregben, a Roland sulcus közelében található.
A perifériás motoros neurociták testei, amelyek beidegzik a végtagok, törzs, nyak izmait,a gerincvelő elülső szarvaiban helyezkednek el, és hosszú folyamataik - axonok - az elülső gyökerekből kerülnek ki. 31 pár gerincideg motoros rostjait alkotják. Az arc, a garat, a gége és a nyelv izmait beidegző perifériás motoros neurociták a vagus, a hypoglossalis és a glossopharyngealis agyidegek magjaiban helyezkednek el. Ezért a motoros neuron fő funkciója a gerjesztés akadálytalan vezetése az izmokhoz, a kiválasztódó sejtekhez és más működő szervekhez.
Metabolizmus a neurocitákban
A neuron fő funkciói - a bioelektromos akciós potenciál kialakítása és átvitele más idegsejtekbe, izmokhoz, szekretáló sejtekhez - a neurocita szerkezeti sajátosságainak, valamint specifikus anyagcsere-reakcióknak köszönhető. Citológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a neuronok nagyszámú mitokondriumot tartalmaznak, amelyek ATP-molekulákat szintetizálnak, egy kialakult szemcsés retikulum sok riboszomális részecskével. Aktívan szintetizálják a sejtfehérjéket. Az idegsejt membránja és folyamatai - az axon és a dendritek - a molekulák és ionok szelektív szállításának funkcióját látja el. A neurocitákban a metabolikus reakciók különböző enzimek részvételével mennek végbe, és nagy intenzitás jellemzi őket.
Gerjesztés átvitele szinapszisokban
A neuronok gerjesztésének mechanizmusát figyelembe véve megismerkedtünk szinapszisokkal - két neurocita érintkezési pontján keletkező képződményekkel. Az első idegsejtben a gerjesztés kémiai anyagok - mediátorok - molekulák képződését idézi elő az axonjának kollaterálisaiban. Ezek tartalmazzákaminosavak, acetilkolin, noradrenalin. A szinoptikus hasadékban lévő szinoptikus végződések vezikuláiból felszabadulva hatással lehet saját posztszinaptikus membránjára és a szomszédos neuronok héjára is.
A neurotranszmitter molekulák irritálóként szolgálnak egy másik idegsejt számára, és töltésváltozást okoznak a membránjában – ez akciós potenciál. Így a gerjesztés gyorsan szétterjed az idegrostok mentén, és eléri a központi idegrendszer részeit, vagy behatol az izmokba és mirigyekbe, megfelelő működést okozva.
Neuron plaszticitása
A tudósok azt találták, hogy az embriogenezis folyamatában, nevezetesen a neuruláció szakaszában, nagyon sok elsődleges neuron fejlődik ki az ektodermából. Körülbelül 65%-uk meghal egy személy születése előtt. Az ontogenezis során egyes agysejtek továbbra is eliminálódnak. Ez egy természetes programozott folyamat. A neurociták, ellentétben a hám- vagy kötősejtekkel, nem képesek osztódni és regenerálódni, mivel az ezekért a folyamatokért felelős gének inaktiválódnak az emberi kromoszómákban. Mindazonáltal az agy és a szellemi teljesítmény hosszú évekig fennmaradhat anélkül, hogy jelentősen romlana. Ez azzal magyarázható, hogy az ontogenezis során elveszett neuron funkcióit más idegsejtek veszik át. Fokozniuk kell az anyagcserét, és új további idegkapcsolatokat kell létrehozniuk, amelyek kompenzálják az elveszett funkciókat. Ezt a jelenséget neurocita plaszticitásnak nevezik.
Mitükröződik az idegsejtekben
A 20. század végén olasz neurofiziológusok egy csoportja érdekes tényt állapított meg: lehetséges a tudat tükörképe az idegsejtekben. Ez azt jelenti, hogy azoknak az embereknek a tudatának fantomja, akikkel kommunikálunk, kialakul az agykéregben. A tükörrendszerbe tartozó neuronok rezonátorként működnek a környező emberek mentális tevékenységében. Ezért az ember képes megjósolni a beszélgetőpartner szándékait. Az ilyen neurociták szerkezete egy speciális pszichológiai jelenséget is biztosít, amelyet empátiának neveznek. Az a képesség jellemzi, hogy behatol egy másik ember érzelmeinek világába, és beleéli magát az érzéseibe.
