Как да увеличите скоростта на мозъка си. Какво лекарство възстановява мозъчните неврони? Неврони и нервна тъкан

нервна тъкан- основният конструктивен елемент нервна система. IN състав на нервната тъкансъдържа високоспециализирани нервни клетки неврони, И невроглиални клеткиизпълняващи поддържащи, секреторни и защитни функции.

невроне основната структурна и функционална единица на нервната тъкан. Тези клетки са в състояние да приемат, обработват, кодират, предават и съхраняват информация, установяват контакти с други клетки. Уникалните характеристики на неврона са способността да генерира биоелектрични разряди (импулси) и да предава информация по протежение на процесите от една клетка в друга с помощта на специализирани окончания -.

Изпълнението на функциите на неврона се улеснява от синтеза в неговата аксоплазма на вещества-трансмитери - невротрансмитери: ацетилхолин, катехоламини и др.

Броят на мозъчните неврони се доближава до 10 11 . Един неврон може да има до 10 000 синапса. Ако тези елементи се считат за клетки за съхранение на информация, тогава можем да заключим, че нервната система може да съхранява 10 19 единици. информация, т.е. способни да съдържат почти цялото знание, натрупано от човечеството. Следователно е разумно да се предположи, че човешки мозъкпрез целия живот помни всичко, което се случва в тялото и когато комуникира с околната среда. Мозъкът обаче не може да извлече от цялата информация, която се съхранява в него.

Определени видове невронна организация са характерни за различни мозъчни структури. Невроните, които регулират една функция, образуват така наречените групи, ансамбли, колони, ядра.

Невроните се различават по структура и функция.

По структура(в зависимост от броя на процесите, излизащи от тялото на клетката) разграничават еднополюсен(с един процес), биполярни (с два процеса) и многополюсен(с много процеси) неврони.

Според функционалните свойстваразпределете аферентна(или центростремителен) неврони, които носят възбуждане от рецептори в, еферентен, мотор, моторни неврони(или центробежни), предаващи възбуждане от централната нервна система към инервирания орган, и интеркаларна, контактили междиненневрони, свързващи аферентни и еферентни неврони.

Аферентните неврони са еднополярни, телата им лежат в гръбначните ганглии. Процесът, простиращ се от клетъчното тяло, е разделен на два клона в Т-образна форма, единият от които отива към централната нервна система и изпълнява функцията на аксон, а другият се приближава до рецепторите и е дълъг дендрит.

Повечето еферентни и интеркаларни неврони са мултиполярни (фиг. 1). Многополярни интерневрони в в големи количествасе намират в задните рога на гръбначния мозък и се срещат и във всички други части на централната нервна система. Те също могат да бъдат биполярни, като неврони на ретината, които имат къс разклонен дендрит и дълъг аксон. Моторните неврони се намират главно в предните рога на гръбначния мозък.

Ориз. 1. Структурата на нервната клетка:

1 - микротубули; 2 - дълъг процес на нервна клетка (аксон); 3 - ендоплазмен ретикулум; 4 - ядро; 5 - невроплазма; 6 - дендрити; 7 - митохондрии; 8 - нуклеол; 9 - миелинова обвивка; 10 - прихващане на Ранвие; 11 - краят на аксона

невроглия

невроглия, или глия, - набор от клетъчни елементи на нервната тъкан, образувани от специализирани клетки с различни форми.

Открит е от Р. Вирхов и е наречен от него neuroglia, което означава „лепило на нервите“. Клетките на невроглията запълват пространството между невроните, което представлява 40% от обема на мозъка. Глиалните клетки са 3-4 пъти по-малки от нервните клетки; техният брой в ЦНС на бозайниците достига 140 млрд. С възрастта броят на невроните в човешкия мозък намалява, а броят на глиалните клетки се увеличава.

Установено е, че невроглията е свързана с метаболизма в нервната тъкан. Някои клетки на невроглия отделят вещества, които влияят на състоянието на възбудимост на невроните. Отбелязва се, че секрецията на тези клетки се променя при различни психични състояния. Дългосрочните следови процеси в ЦНС са свързани с функционалното състояние на невроглията.

Видове глиални клетки

Според естеството на структурата на глиалните клетки и тяхното местоположение в ЦНС те разграничават:

• астроцити (астроглия);
• олигодендроцити (олигодендроглия);
• микроглиални клетки (микроглия);
• Шван клетки.

Глиалните клетки изпълняват поддържащи и защитни функции за невроните. Те са включени в структурата. Астроцитиса най-многобройните глиални клетки, запълващи пространствата между невроните и покриващи. Те предотвратяват разпространението на невротрансмитери, дифундиращи от синаптичната цепнатина в ЦНС. Астроцитите имат рецептори за невротрансмитери, чието активиране може да причини флуктуации в мембранната потенциална разлика и промени в метаболизма на астроцитите.

Астроцитите плътно обграждат капилярите на кръвоносните съдове на мозъка, разположени между тях и невроните. На тази основа се предполага, че астроцитите играят важна роля в метаболизма на невроните, чрез регулиране на пропускливостта на капилярите за определени вещества.

Една от важните функции на астроцитите е способността им да абсорбират излишните К+ йони, които могат да се натрупват в междуклетъчното пространство по време на висока невронна активност. В зоните на плътно прилягане на астроцитите се образуват канали на празнина, чрез които астроцитите могат да обменят различни малки йони и по-специално йони K+. Това увеличава способността им да абсорбират йони K+. Неконтролирано натрупване на K+ йони в междуневронното пространство би довело до повишаване на възбудимостта на невроните. По този начин астроцитите, абсорбиращи излишък от йони К+ от интерстициалната течност, предотвратяват повишаване на възбудимостта на невроните и образуването на огнища на повишена невронна активност. Появата на такива огнища в човешкия мозък може да бъде придружена от факта, че техните неврони генерират серия от нервни импулси, които се наричат ​​конвулсивни разряди.

Астроцитите участват в отстраняването и унищожаването на невротрансмитери, влизащи в екстрасинаптичните пространства. По този начин те предотвратяват натрупването на невротрансмитери в междуневронните пространства, което може да доведе до мозъчна дисфункция.

Невроните и астроцитите са разделени от междуклетъчни празнини от 15-20 µm, наречени интерстициално пространство. Интерстициалните пространства заемат до 12-14% от обема на мозъка. Важно свойство на астроцитите е способността им да абсорбират CO2 от извънклетъчната течност на тези пространства и по този начин да поддържат стабилна рН на мозъка.

Астроцитите участват в образуването на интерфейси между нервната тъкан и мозъчните съдове, нервната тъкан и мозъчните мембрани в процеса на растеж и развитие на нервната тъкан.

Олигодендроцитихарактеризиращ се с наличието на малък брой къси процеси. Една от основните им функции е образуване на миелинова обвивка на нервните влакна в ЦНС. Тези клетки също са разположени в непосредствена близост до телата на невроните, но функционалното значение на този факт е неизвестно.

микроглиални клеткисъставляват 5-20% от общия брой глиални клетки и са разпръснати из ЦНС. Установено е, че антигените на тяхната повърхност са идентични с антигените на кръвните моноцити. Това показва произхода им от мезодермата, проникване в нервната тъкан по време на ембрионалното развитие и последваща трансформация в морфологично разпознаваеми микроглиални клетки. В тази връзка е общоприето, че най-важната функция на микроглията е да защитава мозъка. Доказано е, че при увреждане на нервната тъкан броят на фагоцитните клетки се увеличава поради кръвните макрофаги и активиране на фагоцитните свойства на микроглията. Те премахват мъртвите неврони, глиалните клетки и техните структурни елементи, фагоцитират чужди частици.

Шван клеткиобразуват миелиновата обвивка на периферните нервни влакна извън ЦНС. Мембраната на тази клетка многократно се обвива и дебелината на получената миелинова обвивка може да надвишава диаметъра на нервното влакно. Дължината на миелинизираните участъци на нервното влакно е 1-3 mm. В интервалите между тях (прехващанията на Ранвие) нервното влакно остава покрито само с повърхностна мембрана, която има възбудимост.

Едно от най-важните свойства на миелина е неговата висока устойчивост на електрически ток. Дължи се на високото съдържание на сфингомиелин и други фосфолипиди в миелина, които му придават токоизолиращи свойства. В областите на нервното влакно, покрити с миелин, процесът на генериране на нервни импулси е невъзможен. Нервните импулси се генерират само в мембраната за прихващане на Ранвие, която осигурява по-висока скорост на провеждане на нервните импулси в миелинизираните нервни влакна в сравнение с немиелинизираните.

Известно е, че структурата на миелина може лесно да бъде нарушена при инфекциозни, исхемични, травматични, токсични увреждания на нервната система. В същото време се развива процесът на демиелинизация на нервните влакна. Особено често демиелинизацията се развива при множествена склероза. В резултат на демиелинизация скоростта на провеждане на нервните импулси по нервните влакна намалява, скоростта на доставка на информация до мозъка от рецепторите и от невроните към изпълнителните органи. Това може да доведе до нарушена сетивна чувствителност, двигателни нарушения, регулация на вътрешните органи и други сериозни последици.

Структура и функции на невроните

неврон(нервна клетка) е структурна и функционална единица.

Анатомичната структура и свойствата на неврона осигуряват неговото изпълнение основни функции: осъществяване на метаболизма, получаване на енергия, възприемане на различни сигнали и тяхната обработка, формиране или участие в реакциите, генериране и провеждане на нервни импулси, комбиниране на неврони в невронни вериги, които осигуряват както най-простите рефлекторни реакции, така и по-високите интегративни функции на мозъка.

Невроните се състоят от тяло на нервна клетка и процеси - аксон и дендрити.

Ориз. 2. Структура на неврон

тялото на нервната клетка

Тяло (перикарион, сома)Невронът и неговите процеси са покрити навсякъде с невронна мембрана. Мембраната на клетъчното тяло се различава от мембраната на аксона и дендритите по съдържанието на различни рецептори, присъствието върху него.

Тялото на неврона съдържа невроплазмата и ядрото, отделено от нея с мембрани, грапавият и гладък ендоплазмен ретикулум, апарата на Голджи и митохондриите. Хромозомите на ядрото на невроните съдържат набор от гени, кодиращи синтеза на протеини, необходими за формирането на структурата и изпълнението на функциите на тялото на неврона, неговите процеси и синапси. Това са протеини, които изпълняват функциите на ензими, носители, йонни канали, рецептори и др. Някои протеини изпълняват функции, докато са в невроплазмата, а други са вградени в мембраните на органели, сома и невронни процеси. Някои от тях, например ензими, необходими за синтеза на невротрансмитери, се доставят до терминала на аксона чрез аксонен транспорт. В клетъчното тяло се синтезират пептиди, които са необходими за жизнената активност на аксоните и дендритите (например растежни фактори). Следователно, когато тялото на неврон е повредено, неговите процеси се дегенерират и колапсират. Ако тялото на неврона е запазено, но процесът е повреден, тогава настъпва бавното му възстановяване (регенерация) и възстановяването на инервацията на денервираните мускули или органи.

Мястото на протеиновия синтез в телата на невроните е грубият ендоплазмен ретикулум (тигроидни гранули или тела на Nissl) или свободните рибозоми. Тяхното съдържание в невроните е по-високо, отколкото в глиалните или други клетки на тялото. В гладкия ендоплазмен ретикулум и апарата на Голджи протеините придобиват характерната си пространствена конформация, сортират се и се изпращат за транспортиране на потоци до структурите на клетъчното тяло, дендрити или аксон.

В многобройни митохондрии на невроните, в резултат на процеси на окислително фосфорилиране, се образува АТФ, чиято енергия се използва за поддържане на жизнената активност на неврона, работата на йонните помпи и поддържане на асиметрията на йонните концентрации от двете страни на мембрана. Следователно невронът е в постоянна готовност не само да възприема различни сигнали, но и да реагира на тях – генериране на нервни импулси и тяхното използване за управление на функциите на други клетки.

В механизмите на възприемане на различни сигнали от невроните участват молекулярни рецептори на мембраната на клетъчното тяло, сензорни рецептори, образувани от дендрити, и чувствителни клетки от епителен произход. Сигналите от други нервни клетки могат да достигнат до неврона чрез множество синапси, образувани върху дендритите или върху гела на неврона.

Дендрити на нервна клетка

Дендритиневроните образуват дендритно дърво, естеството на разклоняване и чийто размер зависят от броя на синаптичните контакти с други неврони (фиг. 3). Върху дендритите на неврон има хиляди синапси, образувани от аксоните или дендритите на други неврони.

Ориз. 3. Синаптични контакти на интерневрона. Стрелките вляво показват потока от аферентни сигнали към дендритите и тялото на интерневрона, вдясно - посоката на разпространение на еферентните сигнали на интерневрона към други неврони

Синапсите могат да бъдат хетерогенни както по функция (инхибиторни, възбуждащи), така и по вида на използвания невротрансмитер. Дендритната мембрана, участваща в образуването на синапси, е тяхната постсинаптична мембрана, която съдържа рецептори (лиганд-зависими йонни канали) за невротрансмитера, използван в този синапс.

Възбуждащите (глутаматергични) синапси са разположени предимно на повърхността на дендритите, където има възвишения или израстъци (1-2 микрона), наречени шипове.В мембраната на бодлите има канали, чиято пропускливост зависи от трансмембранната потенциална разлика. В цитоплазмата на дендритите в областта на шипове са открити вторични носители на вътреклетъчна сигнална трансдукция, както и рибозоми, върху които се синтезира протеин в отговор на синаптични сигнали. Точната роля на бодлите остава неизвестна, но е ясно, че те увеличават повърхността на дендритното дърво за образуване на синапс. Шиповете също са невронни структури за приемане на входни сигнали и обработката им. Дендритите и шипове осигуряват предаването на информация от периферията към тялото на неврона. Дендритната мембрана е поляризирана при косене поради асиметричното разпределение на минералните йони, работата на йонните помпи и наличието на йонни канали в нея. Тези свойства са в основата на преноса на информация през мембраната под формата на локални кръгови токове (електротонични), които възникват между постсинаптичните мембрани и областите на дендритната мембрана в съседство с тях.

Локалните токове по време на разпространението им по дендритната мембрана отслабват, но се оказват достатъчни по големина за предаване на сигнали към мембраната на тялото на неврона, които са пристигнали през синаптичните входове към дендритите. Все още не са открити волтаж-зависими натриеви и калиеви канали в дендритната мембрана. Не притежава възбудимост и способност да генерира акционни потенциали. Известно е обаче, че потенциалът на действие, възникващ върху мембраната на аксоновия хълм, може да се разпространява по него. Механизмът на това явление е неизвестен.

Предполага се, че дендритите и шипове са част от нервните структури, участващи в механизмите на паметта. Броят на шипове е особено голям в дендритите на невроните в кората на малкия мозък, базалните ганглии и мозъчната кора. Площта на дендритното дърво и броят на синапсите са намалени в някои области на мозъчната кора на възрастните хора.

неврон аксон

аксон -клон на нервна клетка, който не се среща в други клетки. За разлика от дендритите, чийто брой е различен за неврон, аксонът на всички неврони е еднакъв. Дължината му може да достигне до 1,5 м. На изходната точка на аксона от тялото на неврона има удебеляване - аксоновата могила, покрита с плазмена мембрана, която скоро се покрива с миелин. Областта на аксоновия хълм, която не е покрита с миелин, се нарича начален сегмент. Аксоните на невроните, до крайните им разклонения, са покрити с миелинова обвивка, прекъсната от прехващания на Ранвие - микроскопични немиелинизирани области (около 1 микрон).

В целия аксон (миелинизирано и немиелинизирано влакно) е покрита с двуслойна фосфолипидна мембрана с вградени в нея протеинови молекули, които изпълняват функциите на транспортиране на йони, волтаж-зависими йонни канали и др. Протеините са разпределени равномерно в мембраната на немиелинизирания нерв влакна, и те са разположени в мембраната на миелинизираното нервно влакно предимно в прехващанията на Ранвие. Тъй като в аксоплазмата няма груб ретикулум и рибозоми, очевидно е, че тези протеини се синтезират в тялото на неврона и се доставят до аксонната мембрана чрез аксонален транспорт.

Свойства на мембраната, покриваща тялото и аксона на неврон, са различни. Тази разлика се отнася преди всичко за пропускливостта на мембраната за минерални йони и се дължи на съдържанието на различни видове. Ако съдържанието на лиганд-зависими йонни канали (включително постсинаптичните мембрани) преобладава в мембраната на тялото и дендритите на неврона, тогава в мембраната на аксона, особено в областта на възлите на Ранвие, има висока плътност на напрежението -зависими натриеви и калиеви канали.

Мембраната на началния сегмент на аксона има най-ниска стойност на поляризация (около 30 mV). В области на аксона, по-отдалечени от тялото на клетката, стойността на трансмембранния потенциал е около 70 mV. Ниската стойност на поляризация на мембраната на началния сегмент на аксона определя, че в тази област мембраната на неврона има най-голяма възбудимост. Именно тук постсинаптичните потенциали, възникнали върху мембраната на дендритите и клетъчното тяло в резултат на трансформацията на информационните сигнали, получени от неврона в синапсите, се разпространяват по протежение на мембраната на тялото на неврона с помощта на локални кръгови електрически токове. Ако тези токове предизвикат деполяризация на мембраната на аксонния хълм до критично ниво (E k), тогава невронът ще реагира на сигнали от други нервни клетки, идващи към него, като генерира свой собствен потенциал на действие (нервен импулс). След това полученият нервен импулс се пренася по аксона към други нервни, мускулни или жлезисти клетки.

Върху мембраната на началния сегмент на аксона има шипове, върху които се образуват ГАМКергични инхибиторни синапси. Пристигането на сигнали по тези линии от други неврони може да предотврати генерирането на нервен импулс.

Класификация и видове неврони

Класификацията на невроните се извършва както по морфологични, така и по функционални характеристики.

По броя на процесите се разграничават мултиполярни, биполярни и псевдоуниполярни неврони.

Според естеството на връзките с други клетки и изпълняваната функция те разграничават докосване, добавкаИ моторневрони. Докоснетеневроните се наричат ​​още аферентни неврони и техните процеси са центростремителни. Наричат ​​се неврони, които изпълняват функцията за предаване на сигнали между нервните клетки интеркаларна, или асоциативен.Невроните, чиито аксони образуват синапси върху ефекторни клетки (мускулни, жлезисти), се наричат мотор,или еферентен, техните аксони се наричат ​​центробежни.

Аферентни (сензорни) невронивъзприемат информация със сензорни рецептори, преобразуват я в нервни импулси и я пренасят до мозъка и гръбначния мозък. Телата на сензорните неврони се намират в гръбначния и черепния стълб. Това са псевдоуниполярни неврони, чийто аксон и дендрит излизат заедно от тялото на неврона и след това се разделят. Дендритът следва периферията към органите и тъканите като част от сетивни или смесени нерви, а аксонът като част от задните корени влиза в гръбните рога на гръбначния мозък или като част от черепните нерви в мозъка.

Вмъкване, или асоциативни, неврониизпълняват функциите за обработка на входящата информация и по-специално осигуряват затварянето на рефлексни дъги. Телата на тези неврони се намират в сивото вещество на главния и гръбначния мозък.

Еферентни невронисъщо изпълняват функцията за обработка на получената информация и предаване на еферентни нервни импулси от главния и гръбначния мозък към клетките на изпълнителните (ефекторни) органи.

Интегративна активност на неврон

Всеки неврон получава огромно количество сигнали чрез множество синапси, разположени върху дендритите и тялото му, както и чрез молекулярни рецептори в плазмените мембрани, цитоплазмата и ядрото. Много различни видове невротрансмитери, невромодулатори и други сигнални молекули се използват в сигнализирането. Очевидно, за да формира отговор на едновременното получаване на множество сигнали, невронът трябва да може да ги интегрира.

Съвкупността от процеси, които осигуряват обработката на входящи сигнали и образуването на невронна реакция към тях, е включена в концепцията интегративната активност на неврона.

Възприемането и обработката на сигналите, пристигащи в неврона, се извършват с участието на дендритите, клетъчното тяло и аксонния хълм на неврона (фиг. 4).

Ориз. 4. Интегриране на сигнали от неврон.

Един от вариантите за тяхното обработване и интегриране (сумиране) е трансформацията в синапси и сумирането на постсинаптичните потенциали върху мембраната на тялото и процесите на неврона. Възприетите сигнали се преобразуват в синапсите във флуктуации в потенциалната разлика на постсинаптичната мембрана (постсинаптични потенциали). В зависимост от вида на синапса, полученият сигнал може да се преобразува в малка (0,5-1,0 mV) деполяризираща промяна в потенциалната разлика (EPSP - синапсите са показани на диаграмата като светлинни кръгове) или хиперполяризираща (TPSP - синапсите са показани на диаграмата като черни кръгове). Много сигнали могат едновременно да пристигат в различни точки на неврона, някои от които се трансформират в EPSP, докато други се трансформират в IPSP.

Тези трептения на потенциалната разлика се разпространяват с помощта на локални кръгови токове по протежение на невронната мембрана в посока на хълма на аксона под формата на деполяризационни вълни (на диаграмата бял цвят) и хиперполяризация (в черната диаграма), които се припокриват (на диаграмата, сиви зони). При това наслагване на амплитудата на вълните от една посока те се сумират, а противоположните се намаляват (изглаждат). Това алгебрично сумиране на потенциалната разлика през мембраната се нарича пространствено сумиране(фиг. 4 и 5). Резултатът от това сумиране може да бъде или деполяризация на мембраната на аксонния хълм и генериране на нервен импулс (случаи 1 и 2 на фиг. 4), или неговата хиперполяризация и предотвратяване на появата на нервен импулс (случаи 3 и 4 на фиг. . 4).

За да се измести потенциалната разлика на мембраната на аксонния хълм (около 30 mV) към Ek, тя трябва да бъде деполяризирана с 10-20 mV. Това ще доведе до отваряне на волтаж-зависимите натриеви канали, присъстващи в него и генериране на нервен импулс. Тъй като деполяризацията на мембраната може да достигне до 1 mV при получаване на един AP и превръщането му в EPSP и цялото разпространение до хълма на аксона протича със затихване, генерирането на нервен импулс изисква едновременно доставяне на 40-80 нервни импулса от други неврони към неврона чрез възбуждащи синапси и сумиране на същото количество EPSP.

Ориз. 5. Пространствено и времево сумиране на EPSP от неврон; (а) EPSP към единичен стимул; и — EPSP към многократна стимулация от различни аференти; c — EPSP за честа стимулация чрез едно нервно влакно

Ако по това време невронът получи определен брой нервни импулси чрез инхибиторни синапси, тогава неговото активиране и генериране на отговорен нервен импулс ще бъде възможно с едновременно увеличаване на потока от сигнали през възбуждащи синапси. При условия, когато сигналите, идващи през инхибиторните синапси, причиняват хиперполяризация на невронната мембрана, равна или по-голяма от деполяризацията, причинена от сигнали, идващи през възбуждащи синапси, деполяризацията на мембраната на аксона коликулус ще бъде невъзможна, невронът няма да генерира нервни импулси и ще стане неактивен .

Невронът също изпълнява сумиране на времето EPSP и IPTS сигнали, идващи към него почти едновременно (виж фиг. 5). Промените в потенциалната разлика, причинени от тях в близките до синаптичните области, също могат да бъдат обобщени алгебрично, което се нарича темпорално сумиране.

По този начин всеки нервен импулс, генериран от неврон, както и периодът на мълчание на неврона, съдържа информация, получена от много други нервни клетки. Обикновено, колкото по-висока е честотата на сигналите, идващи към неврона от други клетки, толкова по-често той генерира отговорни нервни импулси, които се изпращат по аксона към други нервни или ефекторни клетки.

Поради факта, че има натриеви канали (макар и в малък брой) в мембраната на тялото на неврона и дори в неговите дендрити, потенциалът на действие, възникващ върху мембраната на аксоновия хълм, може да се разпространи в тялото и част от дендритите на неврона. Значението на това явление не е достатъчно ясно, но се предполага, че разпространяващият се потенциал на действие моментално изглажда всички локални токове, присъстващи на мембраната, нулира потенциалите и допринася за по-ефективното възприемане на нова информация от неврона.

Молекулните рецептори участват в трансформацията и интегрирането на сигналите, идващи към неврона. В същото време тяхното стимулиране от сигнални молекули може да доведе до промени в състоянието на инициираните йонни канали (от G-протеини, втори медиатори), трансформация на възприеманите сигнали във флуктуации в потенциалната разлика на невронната мембрана, сумиране и образуване на невронна реакция под формата на генериране на нервен импулс или неговото инхибиране.

Трансформацията на сигналите от метаботропните молекулярни рецептори на неврона е придружена от неговия отговор под формата на каскада от вътреклетъчни трансформации. Реакцията на неврона в този случай може да бъде ускоряване на общия метаболизъм, увеличаване на образуването на АТФ, без което е невъзможно да се увеличи неговата функционална активност. Използвайки тези механизми, невронът интегрира получените сигнали, за да подобри ефективността на собствената си дейност.

Вътреклетъчните трансформации в неврона, инициирани от получените сигнали, често водят до увеличаване на синтеза на протеинови молекули, които изпълняват функциите на рецептори, йонни канали и носители в неврона. Увеличавайки техния брой, невронът се адаптира към естеството на входящите сигнали, повишавайки чувствителността към по-значимите от тях и отслабвайки към по-малко значимите.

Получаването от неврон на редица сигнали може да бъде придружено от експресия или репресия на определени гени, например тези, които контролират синтеза на невромодулатори с пептидна природа. Тъй като те се доставят до терминалите на аксона на неврона и се използват в тях за засилване или отслабване на действието на неговите невротрансмитери върху други неврони, невронът, в отговор на сигналите, които получава, може, в зависимост от получената информация, да има по-силна или по-слаб ефект върху други контролирани от него нервни клетки. Като се има предвид, че модулиращото действие на невропептидите може да продължи дълго време, влиянието на неврон върху други нервни клетки също може да продължи дълго време.

По този начин, поради способността да интегрира различни сигнали, невронът може да реагира фино на тях. широк обхватотговори, които ви позволяват ефективно да се адаптирате към естеството на входящите сигнали и да ги използвате за регулиране на функциите на други клетки.

невронни вериги

Невроните на ЦНС взаимодействат един с друг, образувайки различни синапси в точката на контакт. Получените невронни пяни значително повишават функционалността на нервната система. Най-често срещаните невронни вериги включват: локални, йерархични, конвергентни и дивергентни невронни вериги с един вход (фиг. 6).

Локални невронни веригиобразуван от два или повече неврони. В този случай един от невроните (1) ще даде своя аксонов колатер на неврона (2), образувайки аксосоматичен синапс върху тялото му, а вторият ще образува аксономен синапс върху тялото на първия неврон. Локалните невронни мрежи могат да действат като капани, в които нервните импулси могат да циркулират дълго време в кръг, образуван от няколко неврона.

Възможността за продължителна циркулация на вълна на възбуждане (нервен импулс), която някога е възникнала поради предаване, но пръстеновидна структура, беше експериментално показана от професор I.A. Ветохин в експерименти върху нервния пръстен на медузата.

Кръговата циркулация на нервните импулси по локалните нервни вериги изпълнява функцията на трансформиране на ритъма на възбужденията, осигурява възможност за продължително възбуждане след прекратяване на сигналите, идващи към тях, и участва в механизмите за съхранение на входящата информация.

Локалните вериги също могат да изпълняват спирачна функция. Пример за него е повтарящото се инхибиране, което се реализира в най-простата локална невронна верига на гръбначния мозък, образувана от а-мотоневрона и клетката на Реншоу.

Ориз. 6. Най-простите невронни вериги на ЦНС. Описание в текст

В този случай възбуждането, възникнало в моторния неврон, се разпространява по клона на аксона, активира клетката на Реншоу, която инхибира а-мотоневрона.

конвергентни веригисе образуват от няколко неврона, на един от които (обикновено еферентен) се сближават или конвергират аксоните на редица други клетки. Такива вериги са широко разпространени в ЦНС. Например, аксоните на много неврони в сензорните полета на кората се доближават до пирамидалните неврони на първичната моторна кора. Аксоните на хиляди сензорни и интеркаларни неврони на различни нива на ЦНС се доближават до моторните неврони на вентралните рога на гръбначния мозък. Конвергентните вериги играят важна роля в интегрирането на сигнали от еферентни неврони и в координацията на физиологичните процеси.

Дивергентни вериги с един входсе образуват от неврон с разклонен аксон, всеки от чиито разклонения образува синапс с друга нервна клетка. Тези вериги изпълняват функциите за едновременно предаване на сигнали от един неврон към много други неврони. Това се постига благодарение на силното разклоняване (образуване на няколко хиляди клона) на аксона. Такива неврони често се намират в ядрата на ретикуларната формация на мозъчния ствол. Те осигуряват бързо повишаване на възбудимостта на множество части на мозъка и мобилизиране на неговите функционални резерви.

В тази статия ще говорим за невроните на мозъка. Невроните на кората на главния мозък са структурна и функционална единица на цялата обща нервна система.

Такава клетка има много сложна структура, висока специализация и ако говорим за нейната структура, тогава клетката се състои от ядро, тяло и процеси. В човешкото тяло има приблизително 100 милиарда от тези клетки.

Функции

Всички клетки, които се намират в човешкото тялопо необходимост отговаря за една или друга от функциите си. Невроните не са изключение.

Те, подобно на други мозъчни клетки, са длъжни да поддържат собствената си структура и някои функции, както и да се адаптират към възможни промениусловия и съответно да извършват регулаторни процеси върху клетки, които са в непосредствена близост.

Основната функция на невроните е обработката важна информация, а именно неговото получаване, провеждане и след това прехвърляне към други клетки. Информацията идва чрез синапси, които имат рецептори за сетивни органи или някои други неврони.

Също така в някои ситуации преносът на информация може да се случи директно от външната среда с помощта на така наречените специализирани дендрити. Информацията се пренася чрез аксони, а предаването й се осъществява от синапси.

структура

Клетъчно тяло. Тази част от неврона се счита за най-важна и се състои от цитоплазмата и ядрото, които създават протоплазмата, извън нея е ограничена до вид мембрана, състояща се от двоен слой липиди.

От своя страна, такъв слой от липиди, който също обикновено се нарича биолипиден слой, се състои от хидрофобни опашки и същите глави. Трябва да се отбележи, че такива липиди са опашки един към друг и по този начин създават един вид хидрофобен слой, който е в състояние да преминава през себе си само вещества, които се разтварят в мазнини.

На повърхността на мембраната има протеини, които са под формата на глобули. Върху такива мембрани има израстъци от полизахариди, с помощта на които клетката има добра възможност да възприема раздразнения. външни фактори. Тук присъстват и интегрални протеини, които реално проникват през и през цялата повърхност на мембраната и в тях от своя страна се намират йонни канали.

Невронните клетки на мозъчната кора се състоят от тела, диаметърът варира от 5 до 100 микрона, които съдържат ядро ​​(имащо много ядрени пори), както и някои органели, включително доста силно развиващ се EPR с груба форма с активни рибозоми.

Също така, процеси са включени във всяка отделна клетка на неврон. Има два основни типа процеси – аксони и дендрити. Характеристика на неврона е, че той има развит цитоскелет, който всъщност е в състояние да проникне в неговите процеси.

Благодарение на цитоскелета непрекъснато се поддържа необходимата и стандартна форма на клетката, а нейните нишки действат като своеобразни "релси", през които се транспортират органели и вещества, които се опаковат в мембранни везикули.

Дендрити и аксон. Аксонът изглежда като доста дълъг процес, който е перфектно адаптиран към процесите, насочени към възбуждане на неврон от човешкото тяло.

Дендритите изглеждат съвсем различно, дори само защото дължината им е много по-къса, а освен това имат прекалено развити процеси, които играят ролята на основното място, където започват да се появяват инхибиторни синапси, което по този начин може да повлияе на неврона, който за кратък период от време човешките неврони са възбудени.

Обикновено невронът се състои от повече дендрити наведнъж. Тъй като има само един аксон. Един неврон има връзки с много други неврони, понякога има около 20 000 такива връзки.

Дендритите се делят по дихотомичен начин, от своя страна аксоните са в състояние да дават колатерали. Почти всеки неврон съдържа няколко митохондрии в разклонените възли.

Заслужава да се отбележи и фактът, че дендритите нямат миелинова обвивка, докато аксоните могат да имат такъв орган.

Синапсът е място, където се осъществява контакт между два неврона или между ефекторна клетка, която получава сигнал, и самия неврон.

Основната функция на такъв компонент неврон е предаването на нервни импулси между различни клетки, докато честотата на сигнала може да варира в зависимост от скоростта и видовете предаване на този сигнал.

Трябва да се отбележи, че някои синапси са в състояние да предизвикат деполяризация на невроните, докато други, напротив, хиперполяризират. Първият тип неврони се наричат ​​възбуждащи, а вторият - инхибиторни.

Като правило, за да започне процесът на възбуждане на неврон, няколко възбуждащи синапса трябва да действат като стимули наведнъж.

Класификация

Според броя и локализацията на дендритите, както и местоположението на аксона, мозъчните неврони се делят на униполярни, биполярни, безаксонни, мултиполярни и псевдоуниполярни неврони. Сега бих искал да разгледам всеки един от тези неврони по-подробно.

Еднополярни неврониимат един малък израстък, и най-често се намират в сетивното ядро ​​на т. нар. тригеминален нерв, разположен в средната част на мозъка.

Неврони без аксонте са малки по размер и локализирани в непосредствена близост до гръбначния мозък, а именно в междупрешленните жлъчки и нямат абсолютно никакво разделяне на израстъци на аксони и дендрити; всички процеси имат почти еднакъв вид и няма сериозни разлики между тях.

биполярни невронисе състоят от един дендрит, който се намира в специални сетивни органи, по-специално в очната мрежа и луковицата, както и само един аксон;

Многополярни неврониимат няколко дендрита и един аксон в собствената си структура и са разположени в централната нервна система;

Псевдо-униполярни невронисе считат за особени по свой начин, тъй като в началото само един процес се отклонява от основното тяло, което постоянно се разделя на няколко други и такива процеси се намират изключително в гръбначните ганглии.

Съществува и класификация на невроните според функционалния принцип. Така че, според тези данни, се разграничават еферентни неврони, аферентни, моторни, а също и интерневрони.

Еферентни неврониимат в състава си не-ултиматум и ултиматум подвид. Освен това те включват първичните клетки на човешки чувствителни органи.

Аферентни неврони. Невроните от тази категория се третират като първични клетки на чувствителност човешки органи, и псевдо-униполярни клетки, които имат дендрити със свободни окончания.

Асоциативни неврони. Основната функция на тази група неврони е осъществяването на комуникация между аферентни еферентни типове неврони. Такива неврони са разделени на проекционни и комисурални.

Развитие и растеж

Невроните започват да се развиват от малка клетка, която се счита за неин предшественик и спира да се дели още преди да се образуват първите собствени процеси.

Трябва да се отбележи, че в момента учените все още не са проучили напълно въпроса за развитието и растежа на невроните, но те непрекъснато работят в тази посока.

В повечето случаи първо се развиват аксони, следвани от дендрити. В самия край на процеса, който започва да се развива стабилно, се образува удебеляване със специфична и необичайна за такава клетка форма и по този начин се проправя път през тъканта, заобикаляща невроните.

Това удебеляване обикновено се нарича конус на растеж на нервните клетки. Този конус се състои от някаква сплескана част от израстъка на нервната клетка, която от своя страна е изградена от голям брой доста тънки шипове.

Микрошиповете имат дебелина от 0,1 до 0,2 микрона, а дължината им може да достигне 50 микрона. Говорейки директно за плоската и широка площ на конуса, трябва да се отбележи, че той има тенденция да променя собствените си параметри.

Има известни празнини между микрошиповете на конуса, които са напълно покрити от нагъната мембрана. Микрободлите се движат постоянна основа, поради което при увреждане невроните се възстановяват и придобиват необходимата форма.

Искам да отбележа, че всяка отделна клетка се движи по свой начин, така че ако една от тях се удължи или разшири, втората може да се отклони в различни посоки или дори да се залепи за субстрата.

Конусът на растеж е изцяло изпълнен с мембранни везикули, които се характеризират с твърде малък размер и неправилна форма, както и връзки помежду си.

В допълнение, конусът на растеж съдържа неврофиламенти, митохондрии и микротубули. Такива елементи имат способността да се движат с голяма скорост.

Ако сравним скоростите на движение на елементите на конуса и самия конус, трябва да се подчертае, че те са приблизително еднакви и следователно може да се заключи, че по време на периода на растеж не се наблюдават нито сглобяване, нито каквито и да било нарушения на микротубулите.

Вероятно нов мембранен материал започва да се добавя още в самия край на процеса. Конусът на растеж е място на доста бърза ендоцитоза и екзоцитоза, което се потвърждава от големия брой везикули, които се намират тук.

По правило растежът на дендритите и аксоните се предшества от момента на миграция на невронните клетки, тоест когато незрелите неврони действително се установяват и започват да съществуват на същото постоянно място.

Човешкият мозък е най-продуктивният в природата. Той съставлява до 2,5% от телесното тегло и е в състояние да се развива през целия живот. Ако погледнете мозъка от гледна точка на науката, става ясно, че всеки човек е истински супермен. Невроните са по-бързи от Сапсан, невъзможността да се гъделичкате и жонглирането вместо ноотропите - T & P събраха 10 факта за човешкия мозък, които могат да обърнат представата ни за себе си.

Вашият мозък се състои от около 100 милиарда неврона. Ако всеки от тях беше звезда, една трета от галактиката Млечния път щеше да се побере в черепа. Има пет отдела на мозъка: продълговатия мозък, задния мозък, който включва малкия мозък и моста, среден мозък, диенцефалон и преден мозък, представени от големите полукълба. Всеки от тях изпълнява десетки и дори стотици различни функции.

Скоростта на предаване на информация в мозъка ви може да достигне 432 км/ч. За сравнение скоростта на влаковете Сапсан, които се движат между Москва и Санкт Петербург е около 250 км/ч. Ако Сапсанът се движеше толкова бързо, колкото работи мозъкът ви, той щеше да покрие разстоянието между два града за 1 час и 36 минути.

Среден брой мисли , които ви идват наум всеки ден – около 70 000. При такава активност мозъкът е принуден непрекъснато да забравя ненужната информация, за да не се претоварва и да се предпази от неприятни емоционални преживявания. Това ви позволява да мислите по-бързо и по-лесно да усвоявате нова информация.

Въпреки това, през целия си живот, вашият дългосрочен паметта може да съхранява до 1 квадрилион (1 милион милиарда) отделни битове информация . Това е еквивалентно на 25 000 DVD диска.

Когато мозъкът е буден, той произвежда от 10 до 23 вата енергия. Това е достатъчно за захранване на електрическа крушка. Ето защо този артикул напълно оправдава статута си на традиционен символ на прозрения и нови идеи.

Нови физически връзки между невроните се създават всеки път, когато запомните нещо. Това може да се направи не само в състояние на будност, но и във фаза REM сън. Учените са установили, че в него човек е в състояние да научава нова информация и да изпълнява непознати задачи (например да запаметява музикални парчета). По време на REM сън големи мускулителата се отпускат, мозъчната активност се увеличава и очните ябълки започват активно да се движат под клепачите. Всяка вечер преживявате от 9 до 12 „бързи“ фази. Общо те съставляват от 20 до 25% от нощния сън. Това означава, че от 80 години живот в това състояние човек прекарва от 5 до 6,5 години.

Мозъкът ви спира активно да расте и става "възрастен" на 18 години. Той обаче не спира да се развива. Особено добре тренирани са уменията за социализация и общуване с други хора, за които отговаря префронталната кора. Може да расте до 40 години или повече. Способността за растеж през целия живот се запазва и в други области: например в хипокампуса, който е отговорен за паметта. Проучвания, проведени в Обединеното кралство, показват, че лондонските таксиметрови шофьори, които познават добре града, имат средно тази област на мозъка повече от хората с други професии. Особено масово беше за шофьорите, които работеха в града най-голямото числогодини.

Митът, че използвате само 10% от мозъка си, не е верен. Всяка част от мозъка има известна функция. Например, благодарение на работата на две миниатюрни области, наречени амигдала, разположени вътре в темпоралните дялове на мозъка, можете да разпознаете чувствата по лицата на други хора и тяхното настроение без думи. Но желанието да се смеете на шега изисква да бъдат включени пет различни области на мозъка наведнъж.

Имате повече от петте познати сетива: зрение, слух, докосване, обоняние и вкус. Имате и мета-сетив, наречен проприоцепция , който съчетава знанията на мозъка ви за това какво правят мускулите ви с усещането за размера, формата и позицията на тялото ви в пространството. Благодарение на проприоцепцията вие знаете къде са частите на тялото ви една спрямо друга и можете да докоснете върха на носа си със затворени очи. Но да се гъделичкате е невъзможно: мозъкът ви е в състояние да различава вашите собствени докосвания и докосвания отвън, дори ако се очакват последните.

Ежедневната практика на жонглиране би променила мозъка ви само за седем дни : в теменните лобове ще имате повече бяло вещество, отговорно за координацията на движенията. Това доказва, че мозъкът може да се развива и адаптира много бързо.

omg, възстанови се

През своята 100-годишна история невронауката се придържа към догмата, че мозъкът на възрастните не подлежи на промяна. Смятало се, че човек може да загуби нервни клетки, но не и да придобие нови. Всъщност, ако мозъкът беше способен на структурни промени, как щеше да бъде запазен?

Кожата, черният дроб, сърцето, бъбреците, белите дробове и кръвта могат да произвеждат нови клетки, които да заменят увредените. Доскоро експертите смятаха, че тази способност за регенериране не се простира до централната нервна система, състояща се от мозъка и.

Невролозите търсят начини за подобряване на здравето на мозъка от десетилетия. Стратегията за лечение се основаваше на попълване на липсата на невротрансмитери - химикали, които предават съобщения до нервните клетки (неврони). При болестта на Паркинсон, например, мозъкът на пациента губи способността си да произвежда невротрансмитера допамин, тъй като клетките, които го произвеждат, умират. Химическият "роднина" на допамина, L-Dopa, може временно да облекчи състоянието на пациента, но не и да го излекува. За да заменят невроните, които умират при неврологични заболявания като Хънтингтън и Паркинсон и наранявания, невролозите се опитват да имплантират стволови клетки, получени от ембриони. Напоследък изследователите започнаха да се интересуват от неврони, получени от човешки ембрионални стволови клетки, които при определени условия могат да бъдат накарани да образуват всякакъв тип човешка клетка в блюдата на Петри.

Въпреки че има много ползи за стволовите клетки, способността на нервната система на възрастните да се самовъзстановява очевидно трябва да бъде подхранвана. За да направите това, е необходимо да се въведат вещества, които стимулират мозъка да образува свои собствени клетки и да възстановява увредените нервни вериги.

Новородени нервни клетки

През 1960-70-те години. изследователите стигнаха до заключението, че централната нервна система на бозайниците е способна да се регенерира. Първите експерименти показаха, че основните клонове на невроните на мозъка на възрастните и - аксоните могат да се възстановят след увреждане. Скоро раждането на нови неврони беше открито в мозъците на възрастни птици, маймуни и хора; неврогенеза.

Възниква въпросът: ако централната нервна система може да образува нови, може ли да се възстанови в случай на заболяване или нараняване? За да се отговори на него, е необходимо да се разбере как се случва неврогенезата в мозъка на възрастния и как е възможно.

Раждането на нови клетки става постепенно. Така наречените мултипотентни стволови клетки в мозъка периодично започват да се делят, давайки началото на други стволови клетки, които могат да растат в неврони или поддържащи клетки, т.нар. Но за съзряването, новородените клетки трябва да избягват влиянието на мултипотентни стволови клетки, което само половината от тях успяват - останалите умират. Това разточителство напомня за процеса, който протича в тялото преди раждането и в ранното детство, когато се произвеждат повече нервни клетки, отколкото са необходими за образуването на мозъка. Оцеляват само онези, които образуват активни връзки с другите.

Дали оцелелата млада клетка ще стане неврон или глиална клетка зависи от това в коя част на мозъка се озовава и какви процеси ще протекат през този период. Отнема повече от месец, за да функционира напълно нов неврон. изпращане и получаване на информация. По този начин. неврогенезата не е еднократно събитие. процес. който се регулира от вещества. наречени растежни фактори. Например, фактор, наречен "звуков таралеж" (звуков таралеж),открит за първи път при насекоми, регулира способността на незрелите неврони да се размножават. Фактор прорези клас молекули. наречени костни морфогенетични протеини изглежда определят дали една нова клетка става глиална или невронна. Веднага щом се случи. други фактори на растежа. като невротрофичен фактор, извлечен от мозъка (BDNF).невротрофини и инсулиноподобен растежен фактор (IGF)започват да подпомагат жизнената дейност на клетката, стимулирайки нейното съзряване.

Сцена

Нови неврони не възникват случайно в мозъка на възрастните бозайници. очевидно. се образуват само в пълни с течност празнини в - в вентрикулите, както и в хипокампуса - структура, скрита дълбоко в мозъка. оформен като морско конче. Невролозите са доказали, че клетките, които са предназначени да станат неврони. преминават от вентрикулите към обонятелните луковици. които получават информация от клетки, разположени в носната лигавица и са чувствителни към. Никой не знае точно защо обонятелната луковица се нуждае от толкова много нови неврони. По-лесно е да се отгатне защо хипокампусът се нуждае от тях: тъй като тази структура е важна за запомнянето на нова информация, вероятно допълнителни неврони. допринасят за укрепване на връзките между нервните клетки, повишавайки способността на мозъка да обработва и съхранява информация.

Процесите на неврогенеза се намират и извън хипокампуса и обонятелната луковица, например в префронталната кора, седалището на интелигентността и логиката. както и в други области на мозъка и гръбначния мозък на възрастните. Напоследък се появяват все повече подробности за молекулярните механизми, които контролират неврогенезата, и за химическите стимули, които я регулират. и имаме право да се надяваме. че с течение на времето ще бъде възможно изкуствено да се стимулира неврогенезата във всяка част на мозъка. Знаейки как растежните фактори и местната микросреда стимулират неврогенезата, изследователите се надяват да разработят терапии, които могат да поправят болни или увредени мозъци.

Чрез стимулиране на неврогенезата е възможно да се подобри състоянието на пациента при някои неврологични заболявания. Например. причината е запушването на съдовете на мозъка, в резултат на което невроните умират поради липса на кислород. След инсулт неврогенезата започва да се развива в хипокампуса, като се стреми да „лекува“ увредената мозъчна тъкан с помощта на нови неврони. Повечето новородени клетки умират, но някои успешно мигрират към увредената област и се превръщат в пълноценни неврони. Въпреки факта, че това не е достатъчно за компенсиране на щетите при тежък инсулт. неврогенезата може да помогне на мозъка след микроинсулти, които често остават незабелязани. Сега невролозите се опитват да използват васкуло-епидермалния растежен фактор (VEGF)и растежен фактор на фибробластите (FGF)за подобряване на естественото възстановяване.

И двете вещества са големи молекули, които трудно преминават кръвно-мозъчната бариера, т.е. мрежа от тясно преплетени клетки, покриващи кръвоносните съдове на мозъка. През 1999 г. биотехнологична компания Wyeth-Ayerst Laboratories and Sciosот Калифорния спря клиничните изпитвания на FGF, използван за. защото неговите молекули не са влезли в мозъка. Някои изследователи са се опитали да решат този проблем чрез свързване на молекулата FGF сдругият, който подведе клетката и я принуди да улови целия комплекс от молекули и да го прехвърли в мозъчната тъкан. Други учени имат генетично модифицирани клетки, които произвеждат FGF. и трансплантиран в мозъка. Досега подобни експерименти са правени само върху животни.

Стимулирането на неврогенезата може да бъде ефективно при лечението на депресия. главната причинакоето (в допълнение към генетичната предразположеност) се счита за хронично. ограничаване, както знаете. броят на невроните в хипокампуса. Много от произведените лекарства. показан при депресия. включително прозак. засилване на неврогенезата при животните. Интересното е, че отнема един месец за облекчаване на депресивния синдром с помощта на това лекарство - същото количество. колко и за осъществяване на неврогенезата. Може би. депресията е частично причинена от забавяне на този процес в хипокампуса. Последен клинични изследванияс помощта на техники за изобразяване на нервната система се потвърждава. че при пациенти със хронична депресияхипокампусът е по-малък, отколкото при здрави хора. Дългосрочна употреба на антидепресанти. Изглежда, че. стимулира неврогенезата: при гризачи. които са получавали тези лекарства в продължение на няколко месеца. В хипокампуса се раждат нови неврони.

Невронните стволови клетки пораждат нови мозъчни клетки. Те се разделят периодично в две основни области: в вентрикулите (лилаво),които са пълни с цереброспинална течност, която подхранва централната нервна система, а в хипокампуса (синьо) - структура, необходима за ученето и паметта. С пролиферация на стволови клетки (на дъното)образуват се нови стволови клетки и прогениторни клетки, които могат да се превърнат или в неврони, или в поддържащи клетки, наречени глиални клетки (астроцити и дендроцити). Въпреки това, диференциацията на новородените нервни клетки може да се случи само след като те са се отдалечили от своите предци. (червени стрелки),че средно само половината успяват, а останалите загиват. В мозъка на възрастните са открити нови неврони в хипокампуса и обонятелните луковици, които са от съществено значение за обонянието. Учените се надяват да принудят мозъка на възрастните да се възстанови, като накара невронните стволови или прогениторни клетки да се делят и развиват където и когато е необходимо.

Стволовите клетки като метод на лечение

Изследователите смятат, че два вида стволови клетки са потенциално средство за възстановяване на увредените мозъци. Първо, възрастни невронни стволови клетки: редки първични клетки, запазени от ранните етапи на ембрионално развитие, открити в поне две области на мозъка. Те могат да се делят през целия живот, давайки началото на нови неврони и поддържащи клетки, наречени глия. Вторият тип включва човешки ембрионални стволови клетки, изолирани от ембриони в много ранен стадий на развитие, когато целият ембрион се състои от около сто клетки. Тези ембрионални стволови клетки могат да доведат до всяка клетка в тялото.

Повечето проучвания наблюдават растежа на невронни стволови клетки в съдове за култура. Те могат да се разделят там, да бъдат генетично маркирани и след това да бъдат трансплантирани обратно в нервната система на възрастните. При експерименти, които досега са провеждани само върху животни, клетките се вкореняват добре и могат да се диференцират в зрели неврони в две области на мозъка, където образуването на нови неврони протича нормално – в хипокампуса и в обонятелните луковици. Въпреки това, в други области, невронните стволови клетки, взети от мозъка на възрастните, бавно се превръщат в неврони, въпреки че могат да се превърнат в глия.

Проблемът с възрастните нервни стволови клетки е, че те са все още незрели. Ако мозъкът на възрастните, в който са трансплантирани, не генерира сигналите, необходими за стимулиране на тяхното развитие в определен тип неврон - като неврон на хипокампа - те или ще умрат, ще се превърнат в глиална клетка, или ще останат недиференцирана стволова клетка. За да се разреши този проблем, е необходимо да се определи кои биохимични сигнали причиняват невронал стволови клеткистане неврон от този тип и след това насочете развитието на клетката по този път точно в блюдото за култура. Очаква се, че след трансплантация в даден регион на мозъка тези клетки ще останат неврони от същия тип, ще образуват връзки и ще започнат да функционират.

Осъществяване на важни връзки

Тъй като от момента на разделянето на невронална стволова клетка, докато нейният потомък се включи във функционалните вериги на мозъка, минава около месец, ролята на тези нови неврони в вероятно се определя не толкова от произхода на клетката, а от това как нови и съществуващи клетки се свързват помежду си.друга (образувайки синапси) и със съществуващи неврони, образувайки нервни вериги. В процеса на синаптогенезата, така наречените шипове на страничните израстъци, или дендрити, на един неврон са свързани с главния клон, или аксона, на друг неврон.

Последните проучвания показват, че дендритните шипове (на дъното)могат да променят формата си в рамките на няколко минути. Това предполага, че синаптогенезата може да лежи в основата на ученето и паметта. Едноцветни микрографии на мозъка на жива мишка (червено, жълто, зелено и синьо)бяха взети с разлика от един ден. Многоцветното изображение (крайно вдясно) е същите снимки, насложени една върху друга. Непроменените зони изглеждат почти бели.

Помогнете на мозъка

Друго заболяване, което провокира неврогенезата, е болестта на Алцхаймер. Както показват последните проучвания, в органите на мишката. които бяха въведени гените на човек, засегнат от болестта на Алцхаймер. са открити различни отклонения на неврогенезата от нормата. В резултат на тази интервенция животното свръхпродуцира мутантна форма на предшественика на човешкия амилоиден пептид и нивото на невроните в хипокампуса спада. И хипокампусът на мишки с мутантен човешки ген. кодиращ протеин пресенилин. имаше малък брой делящи се клетки и. съответно. по-малко оцелели неврони. Въведение FGFдиректно в мозъците на животните отслабва тенденцията; Следователно. Растежните фактори могат да бъдат добро лечение за това опустошително заболяване.

Следващият етап на изследване са растежни фактори, които контролират различни етапи на неврогенезата (т.е. раждането на нови клетки, миграция и съзряване на млади клетки), както и фактори, които инхибират всеки етап. За лечение на заболявания като депресия, при които намалява броят на делящите се клетки, е необходимо да се намери фармакологични веществаили други методи за въздействие. засилване на клетъчната пролиферация. Явно с епилепсия. се раждат нови клетки. но след това те мигрират в грешна посока и трябва да бъдат разбрани. как да насочим "заблудените" неврони в правилната посока. При злокачествен мозъчен глиом глиалните клетки се размножават и образуват смъртоносни, растящи тумори. Въпреки че причините за глиома все още не са ясни. някои вярват. че е резултат от неконтролирания растеж на мозъчните стволови клетки. Глиома може да се лекува с естествени съединения. регулиране на деленето на такива стволови клетки.

За лечението на инсулт е важно да разберете. какви растежни фактори осигуряват оцеляването на невроните и стимулират трансформацията на незрелите клетки в здрави неврони. С такива заболявания. като болестта на Хънтингтън. амиотрофична латерална склероза (ALS) и болест на Паркинсон (когато много специфични типове клетки умират, което води до развитие на специфични когнитивни или двигателни симптоми). този процес се случва най-често, тъй като клетките. с които са свързани тези заболявания са разположени в ограничени области.

Възниква въпросът: как да контролираме процеса на неврогенеза под този или онзи вид влияние, за да контролираме броя на невроните, тъй като излишъкът им също е опасен? Например, при някои форми на епилепсия, невронните стволови клетки продължават да се делят дори след като новите неврони са загубили способността си да създават полезни връзки. Невролозите предполагат, че "грешните" клетки остават незрели и се озовават на грешното място. образувайки т.нар. кортикална дисплазия (FCD), генерираща епилептиформни разряди и причиняваща епилептични припадъци. Възможно е въвеждането на растежни фактори при инсулт. Болестта на Паркинсон и други заболявания могат да накарат нервните стволови клетки да се разделят твърде бързо и да доведат до подобни симптоми. Следователно изследователите трябва първо да проучат приложението на растежни фактори, за да предизвикат раждането, миграцията и съзряването на невроните.

При лечението на наранявания на гръбначния мозък, ALS или стволовите клетки трябва да бъдат принудени да произвеждат олигодендроцити, вид глиални клетки. Те са необходими за комуникацията на невроните един с друг. тъй като те изолират дълги аксони, преминаващи от един неврон към друг. предотвратяване на разсейването на електрическия сигнал, преминаващ през аксона. Известно е, че стволовите клетки в гръбначния мозък имат способността да произвеждат олигодендроцити от време на време. Изследователите са използвали растежни фактори, за да стимулират този процес при животни с увреждане на гръбначния мозък и са видели положителни резултати.

Зареждане за мозъка

Една от важните характеристики на неврогенезата в хипокампуса е, че личен индивид може да повлияе на скоростта на клетъчно делене, броя на оцелелите млади неврони и способността им да се интегрират в нервната мрежа. Например. когато възрастните мишки се преместват от обикновени и тесни клетки в по-удобни и просторни. те имат значително увеличение на неврогенезата. Изследователите открили, че упражняването на мишки на бягащо колело е достатъчно, за да удвои броя на делящите се клетки в хипокампуса, което води до драматично увеличаване на броя на новите неврони. Интересното е, че редовните упражнения могат да облекчат депресията при хората. Може би. това се дължи на активирането на неврогенезата.

Ако учените се научат да контролират неврогенезата, тогава нашето разбиране за мозъчните заболявания и наранявания ще се промени драстично. За лечение ще бъде възможно да се използват вещества, които селективно стимулират определени етапи на неврогенезата. Фармакологичният ефект ще бъде комбиниран с физиотерапия, която засилва неврогенезата и стимулира определени области на мозъка да интегрират нови клетки в тях. Отчитането на връзката между неврогенезата и психическия и физически стрес ще намали риска от неврологични заболявания и ще засили естествените репаративни процеси в мозъка.

Чрез стимулиране на растежа на невроните в мозъка здрави хораще могат да подобрят състоянието на тялото си. Въпреки това е малко вероятно те да харесат инжекциите на растежни фактори, които трудно проникват през кръвно-мозъчната бариера след инжектиране в кръвния поток. Затова експертите търсят лекарства. които могат да се произвеждат под формата на таблетки. Такова лекарство ще стимулира работата на гени, кодиращи растежни фактори директно в човешкия мозък.

Възможно е също така да се подобри мозъчната активност чрез генна терапия и клетъчна трансплантация: изкуствено отгледани клетки, които произвеждат специфични растежни фактори. могат да бъдат имплантирани в определени области на човешкия мозък. Предлага се също така да се въведат в човешкото тяло гени, кодиращи продукцията различни факторирастеж и вируси. способни да доставят тези гени до желаните мозъчни клетки.

Все още не е ясно. кой от методите ще бъде най-обещаващ. Проучванията върху животни показват. че използването на растежни фактори може да наруши нормалното функциониране на мозъка. Процесите на растеж могат да причинят образуването на тумори, а трансплантираните клетки могат да излязат извън контрол и да провокират развитието на рак. Такъв риск може да бъде оправдан само ако тежки формиБолест на Хънтингтън. Алцхаймер или Паркинсон.

Най-добрият начин за стимулиране на мозъчната дейност е интензивната интелектуална дейност, съчетана със здравословен начин на живот: физическа активност. добра храна и добра почивка. Също така е експериментално потвърдено. какво засяга мозъчните връзки Заобикаляща среда. Може би. някой ден в домовете и офисите хората ще създават и поддържат специално обогатена среда за подобряване на мозъчната функция.

Ако е възможно да се разберат механизмите на самолечение на нервната система, тогава в близко бъдеще изследователите ще овладеят методите. което ви позволява да използвате собствените си мозъчни ресурси за неговото възстановяване и подобряване.

Фред Гейдж

(В света на паяците, № 12, 2003 г.)

Клетката е опорната точка биологичен организъм. Човешката нервна система се състои от клетки на главния и гръбначния мозък (неврони). Те са много разнообразни по структура, имат огромен брой различни функции, насочени към съществуването на човешкото тяло като биологичен вид.

Във всеки неврон едновременно възникват хиляди реакции, насочени към поддържане на метаболизма на самата нервна клетка и изпълнението на нейните основни функции - обработка и анализ на огромен масив от входяща информация, както и генериране и изпращане на команди до други неврони, мускули, различни телаи телесните тъкани. Добре координираната работа на комбинации от неврони в кората на главния мозък формира основата на мисленето и съзнанието.

Функции на клетъчната мембрана

Най-важните структурни компоненти на невроните, както всички други клетки, са клетъчните мембрани. Те обикновено имат многослойна структура и се състоят от специален клас мастни съединения - фосфолипиди, както и от...

Нервната система е най-сложната и малко проучена част от нашето тяло. Състои се от 100 милиарда клетки - неврони и глиални клетки, които са около 30 пъти повече. До наше време учените са успели да проучат само 5% от нервните клетки. Всичко останало все още е загадка, която лекарите се опитват да разрешат по всякакъв начин.

Неврон: структура и функции

Невронът е основният структурен елемент на нервната система, който еволюира от неврорефекторни клетки. Функцията на нервните клетки е да реагират на стимули чрез свиване. Това са клетки, които са в състояние да предават информация с помощта на електрически импулс, химически и механични средства.

За изпълнение на функции невроните са двигателни, сензорни и междинни. Сетивните нервни клетки предават информация от рецепторите към мозъка, двигателните клетки - към мускулните тъкани. Междинните неврони са способни да изпълняват и двете функции.

Анатомично невроните се състоят от тяло и две...

Възможността за успешно лечение на деца с нарушения на психоневрологичното развитие се основава на следните свойства на тялото на детето и неговата нервна система:

1. Регенеративни способности на самия неврон, неговите процеси и невронни мрежи, които са част от функционални системи. Бавният транспорт на цитоскелета по израстъците на нервната клетка със скорост 2 mm/ден също определя регенерацията на увредените или недоразвити процеси на невроните със същата скорост. Смъртта на някои неврони и техният дефицит в невронната мрежа се компенсира повече или по-малко от стартирането на аксо-дендритно разклоняване на останалите нервни клетки с образуването на нови допълнителни междуневронални връзки.

2. Компенсация за увреждане на неврони и невронни мрежи в мозъка чрез свързване на съседни невронни групи за изпълнение на загубена или недоразвита функция. Здрави неврони, техните аксони и дендрити, както активно работещи, така и резервни, в борбата за функционална територия...

omg, възстанови се

През своята 100-годишна история невронауката се придържа към догмата, че мозъкът на възрастните не подлежи на промяна. Смятало се, че човек може да загуби нервни клетки, но не и да придобие нови. Всъщност, ако мозъкът беше способен на структурни промени, как би се запазила паметта?

Кожата, черният дроб, сърцето, бъбреците, белите дробове и кръвта могат да произвеждат нови клетки, които да заменят увредените. Доскоро експертите смятаха, че тази способност за регенериране не се простира до централната нервна система, която се състои от главния и гръбначния мозък.

Въпреки това, през последните пет години невролозите откриха, че мозъкът се променя през целия живот: нови клетки се образуват, за да се справят с трудностите, които възникват. Тази пластичност помага на мозъка да се възстанови от нараняване или заболяване, увеличавайки неговия потенциал.

Невролозите търсят начини да подобрят...

Мозъчните неврони се образуват по време на пренаталното развитие. Това се случва поради растежа на определен тип клетки, тяхното движение и след това диференциация, по време на която те променят формата, размера и функцията си. Повечето от невроните умират по време на феталното развитие, много продължават да го правят след раждането и през целия живот на човека, което е генетично заложено. Но наред с това явление се случва и друго - възстановяването на невроните в някои области на мозъка.

Процесът, при който възниква образуването на нервна клетка (както в пренаталния период, така и в живота), се нарича "неврогенеза".

Широко известното твърдение, че нервните клетки не се регенерират, е направено веднъж през 1928 г. от Сантяго Рамон-и-Халем, испански неврохистолог. Тази разпоредба продължава до края на миналия век, докато се появява научна статия на Е. Гулд и К. Крос, в която са дадени факти, доказващи производството на нови ...

Невроните на мозъка се разделят според класификацията на клетки с определен тип функция. Но може би след изследване от Института Дюк, което се ръководи от доцент по клетъчна биология, педиатрия и невронаука Чай Куо, ще се появи нова структурна единица (Чай Куо).

Той описва мозъчни клетки, които са способни независимо да предават информация и да инициират трансформация. Механизмът на тяхното действие е във влиянието на един от видовете неврони в субвентрикуларната (нарича се още субепендимна) зона върху нервната стволова клетка. Започва да се трансформира в неврон. Откритието е интересно, защото доказва, че възстановяването на мозъчните неврони се превръща в реалност за медицината.

Теория на Чай Куо

Изследователят отбелязва, че възможността за развитие на неврони е била обсъждана още преди него, но за първи път той открива и описва какво и как включва механизмът на действие. Невронните клетки, които са в субвентрикуларната зона (SVZ), той описва първо. В областта на мозъка...

Възстановяването на органите и функциите на тялото тревожи хората в следните случаи: след еднократен, но прекомерен прием на алкохолни напитки (пир по някакъв тържествен повод) и по време на рехабилитация след алкохолна зависимост, тоест в резултат на системно и продължителна употреба на алкохол.

В процеса на някакъв обилен празник (рожден ден, сватба, Нова година, парти и т.н.) човек консумира много голяма порция алкохол за минимален период от време. Ясно е, че тялото не усеща нищо хубаво в такива моменти. Най-голяма вреда от такива почивки носят тези хора, които обикновено се въздържат от пиене на алкохол или го приемат рядко и в малки дози. Такива хора много трудно възстановяват мозъка си след алкохол сутрин.

Трябва да знаете, че само 5% от алкохола се отделя от тялото с издишания въздух, чрез изпотяване и уриниране. Останалите 95% се окисляват вътре...

Лекарства за възстановяване на паметта

Аминокиселините помагат за подобряване на образуването на GABA в мозъка: глицин, триптофан, лизин (препарати "глицин", "авитон гинкговит"). Препоръчително е да ги използвате със средства за подобряване мозъчно кръвоснабдяване("кавинтон", "трентал", "винтоцетин") и повишават енергийния метаболизъм на невроните ("Коензим Q10"). Гинко се използва за стимулиране на невроните в много страни по света.

Ежедневните упражнения, нормализирането на храненето и ежедневието ще помогнат за подобряване на паметта. Можете да тренирате паметта си - всеки ден трябва да учите малки стихотворения, чужди езици. Не претоварвайте мозъка си. За да се подобри храненето на клетките, се препоръчва да се приемат специални лекарства, предназначени за подобряване на паметта.

Ефективни лекарства за нормализиране и подобряване на паметта

дипренил. Лекарство, което неутрализира действието на невротоксините, които влизат в тялото с храна. Предпазва мозъчните клетки от стрес, подпомага...

До 90-те години на миналия век невролозите бяха твърдо убедени, че регенерацията на мозъка е невъзможна. В научната общност беше формулирана фалшива идея за „стационарни“ тъкани, които включват предимно тъканта на централната нервна система, където уж няма стволови клетки. Смятало се, че делящите се нервни клетки могат да се наблюдават само в някои мозъчни структури на плода, а при децата само през първите две години от живота. Тогава се предполагаше, че растежът на клетките спира и започва етапът на формиране на междуклетъчните контакти в невронните мрежи. През този период всеки неврон образува стотици и може би хиляди синапси със съседни клетки. Средно се смята, че около 100 милиарда неврони функционират в невронните мрежи на мозъка на възрастния. Твърдението, че мозъкът на възрастните не се регенерира, се превърна в аксиомен мит. Учени, които изразиха различно мнение, бяха обвинени в некомпетентност, а у нас се случваше да останат без работа. Природата се намира в...

Инсултите вече не са ли страшни? Съвременни разработки...

Всички болести са от нервите! Дори децата знаят тази народна мъдрост. Не всеки обаче знае, че на езика на медицинската наука има специфично и добре дефинирано значение. Особено важно е да научат за това за хората, чиито близки са преживели инсулт. Много от тях са наясно, че въпреки продължаващото трудно лечение, загубените функции в близък човек не се възстановяват напълно. Освен това, колкото повече време е минало от момента на неприятностите, толкова по-малка е вероятността за връщане на речта, движенията, паметта. И така, как да постигнете пробив във възстановяването на любим човек? За да отговорите на този въпрос, трябва да познавате "врага в лицето" - да разберете основната причина.

"ВСИЧКИ БОЛЕСТИ ОТ НЕРВИ!"

Нервната система координира всички функции на тялото и му осигурява способността да се адаптира към външната среда. Мозъкът е неговата централна връзка. Това е основният компютър на нашето тяло, който регулира работата на всички ...

Тема за тези, които предпочитат да мислят, че нервните клетки се възстановяват.

За създаване на подходящ мисловен образ :)

Нервните клетки се регенерират

Израелски учени откриха цял набор от биоинструменти за заместване на мъртвите нерви. Оказа се, че Т-лимфоцитите, които досега се смятаха за "вредни непознати", правят това.

Преди няколко години учените опровергаха известното твърдение „нервните клетки не се регенерират“: оказа се, че част от мозъка работи за регенериране на нервните клетки през целия живот. Особено при стимулиране на мозъчната дейност и физическата активност. Но как точно мозъкът знае, че е време да ускори процеса на регенерация, никой все още не е знаел.

За да разберат механизма на възстановяване на мозъка, учените започнаха да сортират всички видове клетки, които преди това са били открити в главата на хората, и причината за намирането на която в нея остава неясна. И изследването на един от подвидовете на левкоцитите се оказа успешно - ...

"Нервните клетки не се регенерират" - мит или реалност?

Както каза героят на Леонид Броневой, окръжен лекар: „главата е тъмен обект, не подлежи на изследване...“. Компактно натрупване на нервни клетки, наречено мозък, въпреки че е изследвано от неврофизиолози от дълго време, учените все още не са успели да получат отговори на всички въпроси, свързани с функционирането на невроните.

Същност на въпроса

Преди време, до 90-те години на миналия век, се смяташе, че броят на невроните в човешкото тяло има постоянна стойност и е невъзможно да се възстановят увредените мозъчни нервни клетки, ако бъдат загубени. Отчасти това твърдение наистина е вярно: по време на развитието на ембриона природата залага огромен резерв от клетки.

Още преди раждането новороденото дете губи почти 70% от образуваните неврони в резултат на програмирана клетъчна смърт – апоптоза. Смъртта на невроните продължава през целия живот.

Започвайки от тридесетгодишна възраст, този процес ...

Нервните клетки в човешкия мозък се регенерират

Досега се знаеше, че нервните клетки се регенерират само при животните. Наскоро обаче учените откриха, че в частта от човешкия мозък, която е отговорна за миризмата, от прогениторни клетки се образуват зрели неврони. Един ден те ще могат да помогнат за "оправянето" на увредения мозък.

Всеки ден кожата нараства с 0,002 милиметра. Новите кръвни клетки няколко дни след стартирането им в костния мозък изпълняват основните си функции. С нервните клетки всичко е много по-проблемно. Да, възстановяват се нервните окончания в ръцете, краката и в дебелината на кожата. Но в централната нервна система – в главния и гръбначния мозък – това не се случва. Следователно човек с увреден гръбначен мозък вече няма да може да бяга. Освен това нервната тъкан е безвъзвратно унищожена в резултат на инсулт.

Напоследък обаче се появиха нови индикации, че човешкият мозък също е способен да произвежда нови...

В продължение на много години хората вярваха, че нервните клетки не могат да се регенерират, което означава, че е невъзможно да се излекуват много заболявания, свързани с тяхното увреждане. Сега учените са намерили начини да възстановят мозъчните клетки, за да удължат пълноценния живот на пациента, в който той ще запомни много подробности.

Има няколко условия за възстановяване на мозъчните клетки, ако болестта не е отишла твърде далеч и не е имало пълна загуба на паметта. Тялото трябва да получи достатъчно количество витамини, които ще помогнат за поддържане на способността да се съсредоточи върху проблем, запомнете необходимите неща. За да направите това, трябва да ядете храни, които ги съдържат, това са риба, банани, ядки и червено месо. Експертите смятат, че броят на храненията трябва да бъде не повече от три и трябва да ядете, докато се появи ситост, това ще помогне на мозъчните клетки да получат необходимите вещества. Храненето е от голямо значение за предотвратяване на нервни заболявания, не трябва да се увличате ...

Крилатият израз "Нервните клетки не се възстановяват" се възприема от всички от детството като неоспорима истина. Тази аксиома обаче не е нищо повече от мит и нови научни данни я опровергават.

Схематично представяне на нервна клетка или неврон, който се състои от тяло с ядро, един аксон и няколко дендрита.

Невроните се различават един от друг по размер, разклонение на дендритите и дължина на аксоните.

Понятието "глия" включва всички клетки на нервната тъкан, които не са неврони.

Невроните са генетично програмирани да мигрират към една или друга част на нервната система, където с помощта на процеси установяват връзки с други нервни клетки.

Мъртвите нервни клетки се унищожават от макрофагите, които влизат в нервната система от кръвта.

Етапи на формиране на невралната тръба в човешкия ембрион.

‹ ›

Природата залага в развиващия се мозък много висока граница на безопасност: по време на ембриогенезата се образува голям излишък от неврони. Близо 70% от тях...

Пантокалцинът е лекарство, което активно влияе върху метаболизма в мозъка, предпазва го от вредни ефекти и преди всичко от липса на кислород, има инхибиращ и в същото време леко активиращ ефект върху централната нервна система (ЦНС).

Как пантокалцинът действа върху централната нервна система

Пантокалцин е ноотропно лекарство, чието основно действие е свързано с когнитивните (когнитивни) функции на мозъка, лекарството се предлага в таблетки от 250 и 500 mg.

Основната активна съставка на пантокалцин е хопантенова киселина, която по своя химичен състав и свойства е подобна на гама-аминомаслена киселина(GABA) е биологично активно вещество, което може да засили всички метаболитни процеси в мозъка.

Когато се приема перорално, пантокалцин се абсорбира бързо в стомашно-чревния тракт, разпределя се през тъканите и навлиза в мозъка, където прониква ...

Нервната система е най-сложната част от човешкото тяло. Включва около 85 милиарда нервни и глиални клетки. Към днешна дата учените са успели да проучат само 5% от невроните. Останалите 95% все още са загадка, така че се провеждат множество изследвания върху тези компоненти на човешкия мозък.

Помислете как работи човешкият мозък, а именно неговата клетъчна структура.

Структурата на неврона се състои от 3 основни компонента:

1. Клетъчно тяло

Тази част от нервната клетка е ключовата част, която включва цитоплазмата и ядрата, които заедно създават протоплазма, на чиято повърхност се образува мембранна граница, състояща се от два слоя липиди. На повърхността на мембраната има протеини, представляващи формата на глобули.

Нервните клетки на кората се състоят от тела, съдържащи ядро, както и редица органели, включително интензивно и ефективно развиваща се грубо оформена разсейваща зона, която има активни рибозоми.

2. Дендрити и аксон

Аксонът изглежда е дълъг процес, който ефективно се адаптира към възбуждащите процеси от човешкото тяло.

Дендритите имат съвсем различна анатомична структура. Основната им разлика от аксона е, че имат много по-къса дължина, а също така се характеризират с наличието на ненормално развити процеси, които изпълняват функциите на основното място. В тази област започват да се появяват инхибиторни синапси, поради което има способността да се влияе директно върху самия неврон.

Значителна част от невроните се състои в по-голяма степен от дендрити, докато има само един аксон. Една нервна клетка има много връзки с други клетки. В някои случаи броят на тези връзки надхвърля 25 000.

Синапсът е място, където се образува контактен процес между две клетки. Основната функция е предаването на импулси между различни клетки, като честотата на сигнала може да варира в зависимост от скоростта и видовете предаване на този сигнал.

Като правило, за да започне възбудителния процес на нервната клетка, няколко възбуждащи синапса могат да действат като стимули.

Какво представлява човешкият троен мозък

През 1962 г. неврологът Пол Маклийн идентифицира три човешки мозъка, а именно:

1. влечуго

Този влечугоподобен тип човешки мозък съществува от повече от 100 милиона години. Той оказва значително влияние върху поведенческите качества на човек. Основната му функция е да управлява основното поведение, което включва функции като:

• Възпроизвеждане въз основа на човешки инстинкти
• Агресия
• Желание да контролирате всичко
• Следвайте определени модели
• подражавам, мамя
• Борба за влияние над другите

Също така, човешкият рептилоиден мозък се характеризира с такива характеристики като хладнокръвие по отношение на другите, липса на емпатия, пълно безразличие към последствията от действията на човек по отношение на другите. Също така, този тип не е в състояние да разпознае въображаема заплаха с реална опасност. В резултат на това в някои ситуации той напълно подчинява ума и тялото на човек.

1. Емоционална (лимбична система)

Изглежда, че това е мозъкът на бозайник, чиято възраст е около 50 милиона години.

Отговаря за такива функционални характеристики на индивида като:

• Оцеляване, самосъхранение и самозащита
• Управлява социалното поведение, включително майчинството и родителството
• Участва в регулирането на функциите на органите, обонянието, инстинктивното поведение, паметта, съня и будността и редица други

Този мозък е почти напълно идентичен с мозъка на животните.

1. Визуално

Мозъкът е този, който изпълнява функциите на нашето мислене. С други думи, това е рационалният ум. Това е най-младата структура, чиято възраст не надвишава 3 милиона години.

Изглежда, че е това, което наричаме разум, което включва такива способности като;

• медитирай
• Направете изводи
• Способност за анализиране

Отличава се с наличието на пространствено мислене, където възникват характерни визуални образи.

Класификация на невроните

Към днешна дата са разграничени редица класификации на невронните клетки. Една от най-често срещаните класификации на невроните се отличава с броя на процесите и мястото на тяхната локализация, а именно:

1. Многополюсен. Тези клетки се характеризират с голямо натрупване в ЦНС. Те се представят с един аксон и няколко дендрита.
2. Биполярно. Те се характеризират с един аксон и един дендрит и са разположени в ретината, обонятелната тъкан, както и в слуховия и вестибуларния център.

Също така, в зависимост от изпълняваните функции, невроните са разделени на 3 големи групи:

1. Аферентна

Отговаря за процеса на предаване на сигнала от рецепторите към централната нервна система. Те се различават като:

• Основен. Първичните са разположени в гръбначните ядра, които се свързват с рецепторите.
• Втори. Те се намират в зрителните туберкули и изпълняват функциите за предаване на сигнали към горните отдели. Този тип клетки не се свързват с рецепторите, а получават сигнали от невроцитни клетки.

2. Еферентна или моторна

Този тип формира предаването на импулс към други центрове и органи на човешкото тяло. Например, невроните на двигателната зона са пирамидални, които предават сигнал към моторните неврони на гръбначния мозък. Ключова характеристика на моторно еферентните неврони е наличието на аксон със значителна дължина, който има висока скорост на предаване на сигнала за възбуждане.

Еферентните нервни клетки на различни участъци на мозъчната кора свързват тези участъци помежду си. Тези невронни връзки в мозъка осигуряват връзки вътре и между полукълба, следователно, които са отговорни за функционирането на мозъка в процеса на учене, разпознаване на обекти, умора и т.н.

3. Вмъкване или асоциативно

Този тип осъществява взаимодействие между невроните и също така обработва данни, които са били предадени от чувствителни клетки и след това ги предава на други интеркаларни или двигателни нервни клетки. Тези клетки изглеждат по-малки от аферентните и еферентните клетки. Аксоните са представени в малка степен, но мрежата от дендрити е доста обширна.

Експертите стигнаха до заключението, че непосредствените нервни клетки, които са локализирани в мозъка, са асоциативните неврони на мозъка, а останалите регулират дейността на мозъка извън него.

Възстановяват ли се нервните клетки

Съвременната наука обръща достатъчно внимание на процесите на смърт и възстановяване на нервните клетки. Цялото човешко тяло има способността да се възстановява, но дали нервните клетки на мозъка имат такава възможност?

Още в процеса на зачеване тялото е настроено към смъртта на нервните клетки.

Редица учени твърдят, че броят на изтритите клетки е около 1% годишно. Въз основа на това твърдение се оказва, че мозъкът вече би се износил до загуба на способността да извършва елементарни неща. Този процес обаче не се случва и мозъкът продължава да функционира до смъртта си.

Всяка тъкан на тялото самостоятелно се възстановява чрез разделяне на "живи" клетки. Въпреки това, след редица изследвания на нервната клетка, хората установиха, че клетката не се дели. Твърди се, че нови мозъчни клетки се образуват в резултат на неврогенезата, която започва в пренаталния период и продължава през целия живот.

Неврогенезата е синтез на нови неврони от предшественици – стволови клетки, които впоследствие се диференцират и се образуват в зрели неврони.

Подобен процес е описан за първи път през 1960 г., но по това време този процес не е подкрепен с нищо.

По-нататъшни изследвания потвърждават, че неврогенезата може да възникне в специфични мозъчни региони. Една от тези области е пространството около мозъчните вентрикули. Второто място включва хипокампуса, който се намира непосредствено близо до вентрикулите. Хипокампусът изпълнява функциите на нашата памет, мислене и емоции.

В резултат на това способността за запомняне и мислене се формира в процеса на живота под въздействието на различни фактори. Както може да се отбележи от горното, нашият мозък, въпреки че са определени само 5% от неговите структури, все пак се открояват редица факти, които потвърждават способността на нервните клетки да се възстановяват.

Заключение

Не забравяйте, че за пълноценното функциониране на нервните клетки трябва да знаете как да подобрите невронните връзки на мозъка. Много експерти отбелязват, че основната гаранция за здрави неврони е здравословното хранене и начин на живот и едва тогава може да се използва допълнителна фармакологична подкрепа.

Организирайте съня си, откажете се от алкохола, пушенето и в крайна сметка нервните ви клетки ще ви благодарят.

Човешкият мозък има една невероятна характеристика: той е в състояние да произвежда нови клетки. Има мнение, че предлагането на мозъчни клетки е неограничено, но това твърдение е далеч от истината. Естествено, интензивното им производство пада върху ранните периоди на развитие на организма, с възрастта този процес се забавя, но не спира. Но това, за съжаление, компенсира само незначителна част от клетките, несъзнателно убити от човек в резултат на на пръв поглед безобидни навици.

1. Лишаване от сън

Учените все още не са успели да опровергаят теорията си за пълноценния сън, която настоява за 7-9 часа сън. Именно тази продължителност на нощния процес позволява на мозъка да изпълнява напълно своята работа и продуктивно да премине през всички „сънни“ фази. В противен случай, както показват проучвания, проведени върху гризачи, 25% от мозъчните клетки, които са отговорни за физиологичния отговор на тревожност и стрес, умират. Учените смятат, че подобен механизъм на клетъчна смърт в резултат на липса на сън работи и при хората, но това все още са само предположения, които според тях ще могат да бъдат тествани в близко бъдеще.

2. Пушенето

сърдечно заболяване, инсулт, Хроничен бронхит, емфизем, рак - това не е пълен списък на негативните ефекти, причинени от пристрастяването към цигара. Изследване от 2002 г. на Френския национален здравен институт и медицински изследванияне остави съмнение, че пушенето убива мозъчните клетки. И въпреки че досега експериментите са били провеждани върху плъхове, учените са напълно сигурни, че по същия начин това лош навикзасяга човешките мозъчни клетки. Това беше потвърдено от изследване на индийски учени, в резултат на което изследователите успяха да открият опасно за човешкото тяло съединение, наречено нитрозоамин кетон, извлечен от никотина, в цигарите. NNK ускорява белите реакции кръвни клеткимозъка, което ги кара да атакуват здрави мозъчни клетки.

3. Дехидратация

Не е тайна, че човешкото тяло съдържа много вода и мозъкът не е изключение. Постоянното му попълване е необходимо както за тялото като цяло, така и за мозъка в частност. В противен случай се задействат процеси, които нарушават работата на цели системи и убиват мозъчните клетки. Като правило, най-често това се случва след пиене на алкохол, който потиска работата на хормона вазопресин, който е отговорен за задържането на вода в тялото. Освен това, дехидратация може да възникне поради продължително излагане на високи температури (например излагане на открита слънчева светлина или в задушно помещение). Но резултатът, както в случая със силните напитки, може да има катастрофален резултат - унищожаване на мозъчните клетки. Това води до неизправности в нервната система и засяга интелектуалните способности на човек.

4. Стрес

Стресът се счита за доста полезна реакция на тялото, която се активира в резултат на появата на всяка възможна заплаха. Основните защитници са надбъбречните хормони (кортизол, адреналин и норепинефрин), които привеждат тялото в пълна готовност и по този начин гарантират неговата безопасност. Но прекомерно количество от тези хормони (например в ситуация хроничен стрес), по-специално кортизолът, може да причини смъртта на мозъчните клетки и развитието на ужасни заболявания поради отслабен имунитет. Разрушаването на мозъчните клетки може да доведе до развитие на психично заболяване (шизофрения), а отслабената имунна система, като правило, е придружена от развитие на сериозни заболявания, най-честите от които са сърдечно-съдови заболявания, рак и диабет.

5. Наркотици

Наркотиците са специфични химикали, които разрушават мозъчните клетки и нарушават комуникационните системи в тях. В резултат на действието на наркотичните вещества се активират рецептори, които предизвикват производството на анормални сигнали, които предизвикват халюциногенни прояви. Този процес възниква поради силно повишаване на нивото на определени хормони, което се отразява на тялото по два начина. От една страна, голямо количество например допамин допринася за ефекта на еуфория, но от друга страна уврежда невроните, отговорни за регулирането на настроението. Колкото повече такива неврони са увредени, толкова по-трудно е да се постигне състояние на "блаженство". Така тялото се нуждае от нарастваща доза наркотични вещества, като същевременно развива зависимост.

нервна тъкан- основният структурен елемент на нервната система. IN състав на нервната тъканвключва високоспециализирани нервни клетки - неврони, И невроглиални клеткиизпълняващи поддържащи, секреторни и защитни функции.

невроне основната структурна и функционална единица на нервната тъкан. Тези клетки са в състояние да приемат, обработват, кодират, предават и съхраняват информация, установяват контакти с други клетки. Уникалните характеристики на неврона са способността да генерира биоелектрични разряди (импулси) и да предава информация по протежение на процесите от една клетка в друга с помощта на специализирани окончания -.

Изпълнението на функциите на неврона се улеснява от синтеза в неговата аксоплазма на вещества-трансмитери - невротрансмитери: ацетилхолин, катехоламини и др.

Броят на мозъчните неврони се доближава до 10 11 . Един неврон може да има до 10 000 синапса. Ако тези елементи се считат за клетки за съхранение на информация, тогава можем да заключим, че нервната система може да съхранява 10 19 единици. информация, т.е. способни да съдържат почти цялото знание, натрупано от човечеството. Следователно схващането, че човешкият мозък помни всичко, което се случва в тялото и когато общува с околната среда, е съвсем разумно. Мозъкът обаче не може да извлече от цялата информация, която се съхранява в него.

Определени видове невронна организация са характерни за различни мозъчни структури. Невроните, които регулират една функция, образуват така наречените групи, ансамбли, колони, ядра.

Невроните се различават по структура и функция.

По структура(в зависимост от броя на процесите, излизащи от тялото на клетката) разграничават еднополюсен(с един процес), биполярни (с два процеса) и многополюсен(с много процеси) неврони.

Според функционалните свойстваразпределете аферентна(или центростремителен) неврони, които носят възбуждане от рецептори в, еферентен, мотор, моторни неврони(или центробежни), предаващи възбуждане от централната нервна система към инервирания орган, и интеркаларна, контактили междиненневрони, свързващи аферентни и еферентни неврони.

Аферентните неврони са еднополярни, телата им лежат в гръбначните ганглии. Процесът, простиращ се от клетъчното тяло, е разделен на два клона в Т-образна форма, единият от които отива към централната нервна система и изпълнява функцията на аксон, а другият се приближава до рецепторите и е дълъг дендрит.

Повечето еферентни и интеркаларни неврони са мултиполярни (фиг. 1). Мултиполярните интеркаларни неврони са разположени в голям брой в задните рога на гръбначния мозък и се намират и във всички други части на централната нервна система. Те също могат да бъдат биполярни, като неврони на ретината, които имат къс разклонен дендрит и дълъг аксон. Моторните неврони се намират главно в предните рога на гръбначния мозък.

Ориз. 1. Структурата на нервната клетка:

1 - микротубули; 2 - дълъг процес на нервна клетка (аксон); 3 - ендоплазмен ретикулум; 4 - ядро; 5 - невроплазма; 6 - дендрити; 7 - митохондрии; 8 - нуклеол; 9 - миелинова обвивка; 10 - прихващане на Ранвие; 11 - краят на аксона

невроглия

невроглия, или глия, - набор от клетъчни елементи на нервната тъкан, образувани от специализирани клетки с различни форми.

Открит е от Р. Вирхов и е наречен от него neuroglia, което означава „лепило на нервите“. Клетките на невроглията запълват пространството между невроните, което представлява 40% от обема на мозъка. Глиалните клетки са 3-4 пъти по-малки от нервните клетки; техният брой в ЦНС на бозайниците достига 140 млрд. С възрастта броят на невроните в човешкия мозък намалява, а броят на глиалните клетки се увеличава.

Установено е, че невроглията е свързана с метаболизма в нервната тъкан. Някои клетки на невроглия отделят вещества, които влияят на състоянието на възбудимост на невроните. Отбелязва се, че секрецията на тези клетки се променя при различни психични състояния. Дългосрочните следови процеси в ЦНС са свързани с функционалното състояние на невроглията.

Видове глиални клетки

Според естеството на структурата на глиалните клетки и тяхното местоположение в ЦНС те разграничават:

• астроцити (астроглия);
• олигодендроцити (олигодендроглия);
• микроглиални клетки (микроглия);
• Шван клетки.

Глиалните клетки изпълняват поддържащи и защитни функции за невроните. Те са включени в структурата. Астроцитиса най-многобройните глиални клетки, запълващи пространствата между невроните и покриващи. Те предотвратяват разпространението на невротрансмитери, дифундиращи от синаптичната цепнатина в ЦНС. Астроцитите имат рецептори за невротрансмитери, чието активиране може да причини флуктуации в мембранната потенциална разлика и промени в метаболизма на астроцитите.

Астроцитите плътно обграждат капилярите на кръвоносните съдове на мозъка, разположени между тях и невроните. На тази основа се предполага, че астроцитите играят важна роля в метаболизма на невроните, чрез регулиране на пропускливостта на капилярите за определени вещества.

Една от важните функции на астроцитите е способността им да абсорбират излишните К+ йони, които могат да се натрупват в междуклетъчното пространство по време на висока невронна активност. В зоните на плътно прилягане на астроцитите се образуват канали на празнина, чрез които астроцитите могат да обменят различни малки йони и по-специално йони K+. Това увеличава способността им да абсорбират йони K+. Неконтролирано натрупване на K+ йони в междуневронното пространство би довело до повишаване на възбудимостта на невроните. По този начин астроцитите, абсорбиращи излишък от йони К+ от интерстициалната течност, предотвратяват повишаване на възбудимостта на невроните и образуването на огнища на повишена невронна активност. Появата на такива огнища в човешкия мозък може да бъде придружена от факта, че техните неврони генерират серия от нервни импулси, които се наричат ​​конвулсивни разряди.

Астроцитите участват в отстраняването и унищожаването на невротрансмитери, влизащи в екстрасинаптичните пространства. По този начин те предотвратяват натрупването на невротрансмитери в междуневронните пространства, което може да доведе до мозъчна дисфункция.

Невроните и астроцитите са разделени от междуклетъчни празнини от 15-20 µm, наречени интерстициално пространство. Интерстициалните пространства заемат до 12-14% от обема на мозъка. Важно свойство на астроцитите е способността им да абсорбират CO2 от извънклетъчната течност на тези пространства и по този начин да поддържат стабилна рН на мозъка.

Астроцитите участват в образуването на интерфейси между нервната тъкан и мозъчните съдове, нервната тъкан и мозъчните мембрани в процеса на растеж и развитие на нервната тъкан.

Олигодендроцитихарактеризиращ се с наличието на малък брой къси процеси. Една от основните им функции е образуване на миелинова обвивка на нервните влакна в ЦНС. Тези клетки също са разположени в непосредствена близост до телата на невроните, но функционалното значение на този факт е неизвестно.

микроглиални клеткисъставляват 5-20% от общия брой глиални клетки и са разпръснати из ЦНС. Установено е, че антигените на тяхната повърхност са идентични с антигените на кръвните моноцити. Това показва произхода им от мезодермата, проникване в нервната тъкан по време на ембрионалното развитие и последваща трансформация в морфологично разпознаваеми микроглиални клетки. В тази връзка е общоприето, че най-важната функция на микроглията е да защитава мозъка. Доказано е, че при увреждане на нервната тъкан броят на фагоцитните клетки се увеличава поради кръвните макрофаги и активиране на фагоцитните свойства на микроглията. Те премахват мъртвите неврони, глиалните клетки и техните структурни елементи, фагоцитират чужди частици.

Шван клеткиобразуват миелиновата обвивка на периферните нервни влакна извън ЦНС. Мембраната на тази клетка многократно се обвива и дебелината на получената миелинова обвивка може да надвишава диаметъра на нервното влакно. Дължината на миелинизираните участъци на нервното влакно е 1-3 mm. В интервалите между тях (прехващанията на Ранвие) нервното влакно остава покрито само с повърхностна мембрана, която има възбудимост.

Едно от най-важните свойства на миелина е неговата висока устойчивост на електрически ток. Дължи се на високото съдържание на сфингомиелин и други фосфолипиди в миелина, които му придават токоизолиращи свойства. В областите на нервното влакно, покрити с миелин, процесът на генериране на нервни импулси е невъзможен. Нервните импулси се генерират само в мембраната за прихващане на Ранвие, която осигурява по-висока скорост на провеждане на нервните импулси в миелинизираните нервни влакна в сравнение с немиелинизираните.

Известно е, че структурата на миелина може лесно да бъде нарушена при инфекциозни, исхемични, травматични, токсични увреждания на нервната система. В същото време се развива процесът на демиелинизация на нервните влакна. Особено често демиелинизацията се развива при множествена склероза. В резултат на демиелинизация скоростта на провеждане на нервните импулси по нервните влакна намалява, скоростта на доставка на информация до мозъка от рецепторите и от невроните към изпълнителните органи. Това може да доведе до нарушена сетивна чувствителност, двигателни нарушения, регулация на вътрешните органи и други сериозни последици.

Структура и функции на невроните

неврон(нервна клетка) е структурна и функционална единица.

Анатомичната структура и свойствата на неврона осигуряват неговото изпълнение основни функции: осъществяване на метаболизма, получаване на енергия, възприемане на различни сигнали и тяхната обработка, формиране или участие в реакциите, генериране и провеждане на нервни импулси, комбиниране на неврони в невронни вериги, които осигуряват както най-простите рефлекторни реакции, така и по-високите интегративни функции на мозъка.

Невроните се състоят от тяло на нервна клетка и процеси - аксон и дендрити.

Ориз. 2. Структура на неврон

тялото на нервната клетка

Тяло (перикарион, сома)Невронът и неговите процеси са покрити навсякъде с невронна мембрана. Мембраната на клетъчното тяло се различава от мембраната на аксона и дендритите по съдържанието на различни рецептори, присъствието върху него.

Тялото на неврона съдържа невроплазмата и ядрото, отделено от нея с мембрани, грапавият и гладък ендоплазмен ретикулум, апарата на Голджи и митохондриите. Хромозомите на ядрото на невроните съдържат набор от гени, кодиращи синтеза на протеини, необходими за формирането на структурата и изпълнението на функциите на тялото на неврона, неговите процеси и синапси. Това са протеини, които изпълняват функциите на ензими, носители, йонни канали, рецептори и др. Някои протеини изпълняват функции, докато са в невроплазмата, а други са вградени в мембраните на органели, сома и невронни процеси. Някои от тях, например ензими, необходими за синтеза на невротрансмитери, се доставят до терминала на аксона чрез аксонен транспорт. В клетъчното тяло се синтезират пептиди, които са необходими за жизнената активност на аксоните и дендритите (например растежни фактори). Следователно, когато тялото на неврон е повредено, неговите процеси се дегенерират и колапсират. Ако тялото на неврона е запазено, но процесът е повреден, тогава настъпва бавното му възстановяване (регенерация) и възстановяването на инервацията на денервираните мускули или органи.

Мястото на протеиновия синтез в телата на невроните е грубият ендоплазмен ретикулум (тигроидни гранули или тела на Nissl) или свободните рибозоми. Тяхното съдържание в невроните е по-високо, отколкото в глиалните или други клетки на тялото. В гладкия ендоплазмен ретикулум и апарата на Голджи протеините придобиват характерната си пространствена конформация, сортират се и се изпращат за транспортиране на потоци до структурите на клетъчното тяло, дендрити или аксон.

В многобройни митохондрии на невроните, в резултат на процеси на окислително фосфорилиране, се образува АТФ, чиято енергия се използва за поддържане на жизнената активност на неврона, работата на йонните помпи и поддържане на асиметрията на йонните концентрации от двете страни на мембрана. Следователно невронът е в постоянна готовност не само да възприема различни сигнали, но и да реагира на тях – генериране на нервни импулси и тяхното използване за управление на функциите на други клетки.

В механизмите на възприемане на различни сигнали от невроните участват молекулярни рецептори на мембраната на клетъчното тяло, сензорни рецептори, образувани от дендрити, и чувствителни клетки от епителен произход. Сигналите от други нервни клетки могат да достигнат до неврона чрез множество синапси, образувани върху дендритите или върху гела на неврона.

Дендрити на нервна клетка

Дендритиневроните образуват дендритно дърво, естеството на разклоняване и чийто размер зависят от броя на синаптичните контакти с други неврони (фиг. 3). Върху дендритите на неврон има хиляди синапси, образувани от аксоните или дендритите на други неврони.

Ориз. 3. Синаптични контакти на интерневрона. Стрелките вляво показват потока от аферентни сигнали към дендритите и тялото на интерневрона, вдясно - посоката на разпространение на еферентните сигнали на интерневрона към други неврони

Синапсите могат да бъдат хетерогенни както по функция (инхибиторни, възбуждащи), така и по вида на използвания невротрансмитер. Дендритната мембрана, участваща в образуването на синапси, е тяхната постсинаптична мембрана, която съдържа рецептори (лиганд-зависими йонни канали) за невротрансмитера, използван в този синапс.

Възбуждащите (глутаматергични) синапси са разположени предимно на повърхността на дендритите, където има възвишения или израстъци (1-2 микрона), наречени шипове.В мембраната на бодлите има канали, чиято пропускливост зависи от трансмембранната потенциална разлика. В цитоплазмата на дендритите в областта на шипове са открити вторични носители на вътреклетъчна сигнална трансдукция, както и рибозоми, върху които се синтезира протеин в отговор на синаптични сигнали. Точната роля на бодлите остава неизвестна, но е ясно, че те увеличават повърхността на дендритното дърво за образуване на синапс. Шиповете също са невронни структури за приемане на входни сигнали и обработката им. Дендритите и шипове осигуряват предаването на информация от периферията към тялото на неврона. Дендритната мембрана е поляризирана при косене поради асиметричното разпределение на минералните йони, работата на йонните помпи и наличието на йонни канали в нея. Тези свойства са в основата на преноса на информация през мембраната под формата на локални кръгови токове (електротонични), които възникват между постсинаптичните мембрани и областите на дендритната мембрана в съседство с тях.

Локалните токове по време на разпространението им по дендритната мембрана отслабват, но се оказват достатъчни по големина за предаване на сигнали към мембраната на тялото на неврона, които са пристигнали през синаптичните входове към дендритите. Все още не са открити волтаж-зависими натриеви и калиеви канали в дендритната мембрана. Не притежава възбудимост и способност да генерира акционни потенциали. Известно е обаче, че потенциалът на действие, възникващ върху мембраната на аксоновия хълм, може да се разпространява по него. Механизмът на това явление е неизвестен.

Предполага се, че дендритите и шипове са част от нервните структури, участващи в механизмите на паметта. Броят на шипове е особено голям в дендритите на невроните в кората на малкия мозък, базалните ганглии и мозъчната кора. Площта на дендритното дърво и броят на синапсите са намалени в някои области на мозъчната кора на възрастните хора.

неврон аксон

аксон -клон на нервна клетка, който не се среща в други клетки. За разлика от дендритите, чийто брой е различен за неврон, аксонът на всички неврони е еднакъв. Дължината му може да достигне до 1,5 м. На изходната точка на аксона от тялото на неврона има удебеляване - аксоновата могила, покрита с плазмена мембрана, която скоро се покрива с миелин. Областта на аксоновия хълм, която не е покрита с миелин, се нарича начален сегмент. Аксоните на невроните, до крайните им разклонения, са покрити с миелинова обвивка, прекъсната от прехващания на Ранвие - микроскопични немиелинизирани области (около 1 микрон).

В целия аксон (миелинизирано и немиелинизирано влакно) е покрита с двуслойна фосфолипидна мембрана с вградени в нея протеинови молекули, които изпълняват функциите на транспортиране на йони, волтаж-зависими йонни канали и др. Протеините са разпределени равномерно в мембраната на немиелинизирания нерв влакна, и те са разположени в мембраната на миелинизираното нервно влакно предимно в прехващанията на Ранвие. Тъй като в аксоплазмата няма груб ретикулум и рибозоми, очевидно е, че тези протеини се синтезират в тялото на неврона и се доставят до аксонната мембрана чрез аксонален транспорт.

Свойства на мембраната, покриваща тялото и аксона на неврон, са различни. Тази разлика се отнася преди всичко за пропускливостта на мембраната за минерални йони и се дължи на съдържанието на различни видове. Ако съдържанието на лиганд-зависими йонни канали (включително постсинаптичните мембрани) преобладава в мембраната на тялото и дендритите на неврона, тогава в мембраната на аксона, особено в областта на възлите на Ранвие, има висока плътност на напрежението -зависими натриеви и калиеви канали.

Мембраната на началния сегмент на аксона има най-ниска стойност на поляризация (около 30 mV). В области на аксона, по-отдалечени от тялото на клетката, стойността на трансмембранния потенциал е около 70 mV. Ниската стойност на поляризация на мембраната на началния сегмент на аксона определя, че в тази област мембраната на неврона има най-голяма възбудимост. Именно тук постсинаптичните потенциали, възникнали върху мембраната на дендритите и клетъчното тяло в резултат на трансформацията на информационните сигнали, получени от неврона в синапсите, се разпространяват по протежение на мембраната на тялото на неврона с помощта на локални кръгови електрически токове. Ако тези токове предизвикат деполяризация на мембраната на аксонния хълм до критично ниво (E k), тогава невронът ще реагира на сигнали от други нервни клетки, идващи към него, като генерира свой собствен потенциал на действие (нервен импулс). След това полученият нервен импулс се пренася по аксона към други нервни, мускулни или жлезисти клетки.

Върху мембраната на началния сегмент на аксона има шипове, върху които се образуват ГАМКергични инхибиторни синапси. Пристигането на сигнали по тези линии от други неврони може да предотврати генерирането на нервен импулс.

Класификация и видове неврони

Класификацията на невроните се извършва както по морфологични, така и по функционални характеристики.

По броя на процесите се разграничават мултиполярни, биполярни и псевдоуниполярни неврони.

Според естеството на връзките с други клетки и изпълняваната функция те разграничават докосване, добавкаИ моторневрони. Докоснетеневроните се наричат ​​още аферентни неврони и техните процеси са центростремителни. Наричат ​​се неврони, които изпълняват функцията за предаване на сигнали между нервните клетки интеркаларна, или асоциативен.Невроните, чиито аксони образуват синапси върху ефекторни клетки (мускулни, жлезисти), се наричат мотор,или еферентен, техните аксони се наричат ​​центробежни.

Аферентни (сензорни) невронивъзприемат информация със сензорни рецептори, преобразуват я в нервни импулси и я пренасят до мозъка и гръбначния мозък. Телата на сетивните неврони са разположени в гръбначния и черепния. Това са псевдоуниполярни неврони, чийто аксон и дендрит излизат заедно от тялото на неврона и след това се разделят. Дендритът следва периферията към органите и тъканите като част от чувствителни или смесени нерви, а аксонът като част от задните корени навлиза в гръбните рога на гръбначния мозък или като част от черепните нерви в мозъка.

Вмъкване, или асоциативни, неврониизпълняват функциите за обработка на входящата информация и по-специално осигуряват затварянето на рефлексни дъги. Телата на тези неврони се намират в сивото вещество на главния и гръбначния мозък.

Еферентни невронисъщо изпълняват функцията за обработка на получената информация и предаване на еферентни нервни импулси от главния и гръбначния мозък към клетките на изпълнителните (ефекторни) органи.

Интегративна активност на неврон

Всеки неврон получава огромно количество сигнали чрез множество синапси, разположени върху дендритите и тялото му, както и чрез молекулярни рецептори в плазмените мембрани, цитоплазмата и ядрото. Много различни видове невротрансмитери, невромодулатори и други сигнални молекули се използват в сигнализирането. Очевидно, за да формира отговор на едновременното получаване на множество сигнали, невронът трябва да може да ги интегрира.

Съвкупността от процеси, които осигуряват обработката на входящи сигнали и образуването на невронна реакция към тях, е включена в концепцията интегративната активност на неврона.

Възприемането и обработката на сигналите, пристигащи в неврона, се извършват с участието на дендритите, клетъчното тяло и аксонния хълм на неврона (фиг. 4).

Ориз. 4. Интегриране на сигнали от неврон.

Един от вариантите за тяхното обработване и интегриране (сумиране) е трансформацията в синапси и сумирането на постсинаптичните потенциали върху мембраната на тялото и процесите на неврона. Възприетите сигнали се преобразуват в синапсите във флуктуации в потенциалната разлика на постсинаптичната мембрана (постсинаптични потенциали). В зависимост от вида на синапса, полученият сигнал може да се преобразува в малка (0,5-1,0 mV) деполяризираща промяна в потенциалната разлика (EPSP - синапсите са показани на диаграмата като светлинни кръгове) или хиперполяризираща (TPSP - синапсите са показани на диаграмата като черни кръгове). Много сигнали могат едновременно да пристигат в различни точки на неврона, някои от които се трансформират в EPSP, а други в IPSP.

Тези трептения на потенциалната разлика се разпространяват с помощта на локални кръгови токове по протежение на невронната мембрана в посока на хълма на аксона под формата на вълни на деполяризация (в бялата диаграма) и хиперполяризация (в черната диаграма), които се припокриват една с друга (на диаграмата, сиви зони). При това наслагване на амплитудата на вълните от една посока те се сумират, а противоположните се намаляват (изглаждат). Това алгебрично сумиране на потенциалната разлика през мембраната се нарича пространствено сумиране(фиг. 4 и 5). Резултатът от това сумиране може да бъде или деполяризация на мембраната на аксонния хълм и генериране на нервен импулс (случаи 1 и 2 на фиг. 4), или неговата хиперполяризация и предотвратяване на появата на нервен импулс (случаи 3 и 4 на фиг. . 4).

За да се измести потенциалната разлика на мембраната на аксонния хълм (около 30 mV) към Ek, тя трябва да бъде деполяризирана с 10-20 mV. Това ще доведе до отваряне на волтаж-зависимите натриеви канали, присъстващи в него и генериране на нервен импулс. Тъй като деполяризацията на мембраната може да достигне до 1 mV при получаване на един AP и превръщането му в EPSP и цялото разпространение до хълма на аксона протича със затихване, генерирането на нервен импулс изисква едновременно доставяне на 40-80 нервни импулса от други неврони към неврона чрез възбуждащи синапси и сумиране на същото количество EPSP.

Ориз. 5. Пространствено и времево сумиране на EPSP от неврон; а - EPSP към единичен стимул; и - EPSP към множествена стимулация от различни аференти; c - EPSP за честа стимулация чрез едно нервно влакно

Ако по това време невронът получи определен брой нервни импулси чрез инхибиторни синапси, тогава неговото активиране и генериране на отговорен нервен импулс ще бъде възможно с едновременно увеличаване на потока от сигнали през възбуждащи синапси. При условия, когато сигналите, идващи през инхибиторните синапси, причиняват хиперполяризация на невронната мембрана, равна или по-голяма от деполяризацията, причинена от сигнали, идващи през възбуждащи синапси, деполяризацията на мембраната на аксона коликулус ще бъде невъзможна, невронът няма да генерира нервни импулси и ще стане неактивен .

Невронът също изпълнява сумиране на времето EPSP и IPTS сигнали, идващи към него почти едновременно (виж фиг. 5). Промените в потенциалната разлика, причинени от тях в близките до синаптичните области, също могат да бъдат обобщени алгебрично, което се нарича темпорално сумиране.

По този начин всеки нервен импулс, генериран от неврон, както и периодът на мълчание на неврона, съдържа информация, получена от много други нервни клетки. Обикновено, колкото по-висока е честотата на сигналите, идващи към неврона от други клетки, толкова по-често той генерира отговорни нервни импулси, които се изпращат по аксона към други нервни или ефекторни клетки.

Поради факта, че има натриеви канали (макар и в малък брой) в мембраната на тялото на неврона и дори в неговите дендрити, потенциалът на действие, възникващ върху мембраната на аксоновия хълм, може да се разпространи в тялото и част от дендритите на неврона. Значението на това явление не е достатъчно ясно, но се предполага, че разпространяващият се потенциал на действие моментално изглажда всички локални токове, присъстващи на мембраната, нулира потенциалите и допринася за по-ефективното възприемане на нова информация от неврона.

Молекулните рецептори участват в трансформацията и интегрирането на сигналите, идващи към неврона. В същото време тяхното стимулиране от сигнални молекули може да доведе до промени в състоянието на инициираните йонни канали (от G-протеини, втори медиатори), трансформация на възприеманите сигнали във флуктуации в потенциалната разлика на невронната мембрана, сумиране и образуване на невронна реакция под формата на генериране на нервен импулс или неговото инхибиране.

Трансформацията на сигналите от метаботропните молекулярни рецептори на неврона е придружена от неговия отговор под формата на каскада от вътреклетъчни трансформации. Реакцията на неврона в този случай може да бъде ускоряване на общия метаболизъм, увеличаване на образуването на АТФ, без което е невъзможно да се увеличи неговата функционална активност. Използвайки тези механизми, невронът интегрира получените сигнали, за да подобри ефективността на собствената си дейност.

Вътреклетъчните трансформации в неврона, инициирани от получените сигнали, често водят до увеличаване на синтеза на протеинови молекули, които изпълняват функциите на рецептори, йонни канали и носители в неврона. Увеличавайки техния брой, невронът се адаптира към естеството на входящите сигнали, повишавайки чувствителността към по-значимите от тях и отслабвайки към по-малко значимите.

Получаването от неврон на редица сигнали може да бъде придружено от експресия или репресия на определени гени, например тези, които контролират синтеза на невромодулатори с пептидна природа. Тъй като те се доставят до терминалите на аксона на неврона и се използват в тях за засилване или отслабване на действието на неговите невротрансмитери върху други неврони, невронът, в отговор на сигналите, които получава, може, в зависимост от получената информация, да има по-силна или по-слаб ефект върху други контролирани от него нервни клетки. Като се има предвид, че модулиращото действие на невропептидите може да продължи дълго време, влиянието на неврон върху други нервни клетки също може да продължи дълго време.

По този начин, поради способността да интегрира различни сигнали, невронът може фино да реагира на тях с широк спектър от отговори, които му позволяват ефективно да се адаптира към естеството на входящите сигнали и да ги използва за регулиране на функциите на други клетки.

невронни вериги

Невроните на ЦНС взаимодействат един с друг, образувайки различни синапси в точката на контакт. Получените невронни пяни значително повишават функционалността на нервната система. Най-често срещаните невронни вериги включват: локални, йерархични, конвергентни и дивергентни невронни вериги с един вход (фиг. 6).

Локални невронни веригиобразуван от два или повече неврони. В този случай един от невроните (1) ще даде своя аксонов колатер на неврона (2), образувайки аксосоматичен синапс върху тялото му, а вторият ще образува аксономен синапс върху тялото на първия неврон. Местните могат да служат като капани, в които нервните импулси могат да циркулират дълго време в кръг, образуван от няколко неврона.

Възможността за продължителна циркулация на вълна на възбуждане (нервен импулс), която някога е възникнала поради предаване, но пръстеновидна структура, беше експериментално показана от професор I.A. Ветохин в експерименти върху нервния пръстен на медузата.

Кръговата циркулация на нервните импулси по локалните нервни вериги изпълнява функцията на трансформиране на ритъма на възбужденията, осигурява възможност за продължително възбуждане след прекратяване на сигналите, идващи към тях, и участва в механизмите за съхранение на входящата информация.

Локалните вериги също могат да изпълняват спирачна функция. Пример за него е повтарящото се инхибиране, което се реализира в най-простата локална невронна верига на гръбначния мозък, образувана от а-мотоневрона и клетката на Реншоу.

Ориз. 6. Най-простите невронни вериги на ЦНС. Описание в текст

В този случай възбуждането, възникнало в моторния неврон, се разпространява по клона на аксона, активира клетката на Реншоу, която инхибира а-мотоневрона.

конвергентни веригисе образуват от няколко неврона, на един от които (обикновено еферентен) се сближават или конвергират аксоните на редица други клетки. Такива вериги са широко разпространени в ЦНС. Например, аксоните на много неврони в сензорните полета на кората се доближават до пирамидалните неврони на първичната моторна кора. Аксоните на хиляди сензорни и интеркаларни неврони на различни нива на ЦНС се доближават до моторните неврони на вентралните рога на гръбначния мозък. Конвергентните вериги играят важна роля в интегрирането на сигнали от еферентни неврони и в координацията на физиологичните процеси.

Дивергентни вериги с един входсе образуват от неврон с разклонен аксон, всеки от чиито разклонения образува синапс с друга нервна клетка. Тези вериги изпълняват функциите за едновременно предаване на сигнали от един неврон към много други неврони. Това се постига благодарение на силното разклоняване (образуване на няколко хиляди клона) на аксона. Такива неврони често се намират в ядрата на ретикуларната формация на мозъчния ствол. Те осигуряват бързо повишаване на възбудимостта на множество части на мозъка и мобилизиране на неговите функционални резерви.

Доскоро темата „Броят на невроните в човешкия мозък“ оставаше решена и достатъчно проучена. Учените смятат, че мозъкът има около 100 милиарда клетъчни ядра, тази информация е описана от много учени. Бразилският невролог Сузана Херкулано-Хаус предостави доказателства, че те всъщност са по-малко.

Нов начин за броене на неврони

От доста дълго време броят на невроните се получава по обичайния начин стъпка по стъпка:

• взе малка част от мозъка;
• в него бяха преброени клетъчни ядра;
• полученият резултат се увеличава пропорционално на размера на целия мозък.

Колко неврони в човешкия мозък Сюзан определя по друг, много необичаен метод. След смъртта на 4-ма възрастни мъже, които се съгласиха, че органите им ще бъдат използвани в науката, бразилски лекар превърна мозъците им в "смес". Възрастта на хората е от 50 до 71 години, като смъртта им не е свързана с невралгично заболяване.

По този начин беше възможно да се преброят клетъчните ядра, принадлежащи на неврони, те се оказаха 86 милиарда. В интервю за списание Nature д-р Херкулано-Хаус сподели резултатите от анализа, като посочи, че нито един от изследваните от тях мозъчни тръстове не е потвърдил наличието на такава сума от частици като 100 милиарда. Разликата от 14 милиарда е огромна, ако знаете, че мозъкът на павиана има същия брой клетки, докато този на горила има само 7 милиарда.

Това твърдение предизвика много спорове, тъй като почти всички научни статии, описващи мозъчни огледални неврони, показват, че има 100 милиарда от тях.

Сузане Херкулано-Хузел се съгласява, че нейният метод за миксиране на мозъка е разкрил нова информация, която изисква по-нататъшно проучване, докато бразилецът не може да обясни защо броят на невроните в човешкия мозък е много по-малък, отколкото се смяташе досега.

В една от научните публикации тя посочи, че преди да започне експеримента й е отнело доста време, за да се примири с ужасната мисъл - мозъците ще бъдат превърнати в "смес". На този моментбразилецът смята, че анализът е предоставил напълно нови данни, така че самият процес, колкото и да е неприятен, е само един от методите на науката. Метод на изследване, при който се случва разделянето на мозъка на малки частици.

Влиянието на броя на невроните върху мозъчната дейност

Въпреки че резултатите от опита на бразилските учени предполагат, че способността на човешката мозъчна активност е много по-ниска от досега доказана, хората все още остават най-интелигентните индивиди на земята. Това може лесно да се потвърди чрез сравняване на хора и примати. Обобщавайки сравнителните характеристики, можем с точност да кажем, че хората имат повече неврони, отговорни за психичните процеси, и това не ни позволява да се съмняваме в предимството на човека пред първенството.

Забележка: Интернет проект www.vashapechen.ru- ето една отлична диета за чернодробна стеатоза. Препоръчваме ви да посетите този сайт днес и да се запознаете с отличните диети.

Защо мозъкът започва да остарява след 20-годишна възраст, различен ли е мозъкът на гениите и престъпниците, възстановяват ли се нервните клетки, защо масово умират при кърмачетата?

1. Дори бебетата губят нервни клетки.
Колко неврони (нервни клетки) има в човешкия мозък? Имаме около 85 милиарда от тях. За сравнение, медузата има само 800, хлебарката има милион, а октоподът има 300 милиона.

Мнозина смятат, че нервните клетки умират само в напреднала възраст, но повечето от тях се губят от нас в детството, когато в главата на детето протича процес на естествен подбор.

Както в джунглата, сред невроните оцеляват най-ефективните и адаптирани. Ако една нервна клетка не работи без работа, тя включва механизма на самоунищожение.

Цели мрежи от неврони в мозъка на бебето се борят за съществуване. Решават едни и същи неотложни задачи с различна скорост и различна ефективност, отговарят на безброй въпроси, като екипи от експерти в играта „Какво, къде, кога?“.

След като загубиха в честна битка, слабите отбори се елиминират, освобождавайки място за победителите. Не е нито лошо, нито добро, нормално е. Такъв е суровият, но необходим процес на естествен подбор в мозъка – невродарвинизъм.

2. Неврони – милиарди.
Има мнение, че всяка нервна клетка е най-простият елемент на паметта, като един бит информация в паметта на компютъра. Простите изчисления показват, че в този случай кората на нашия мозък би задържала само 1-2 гигабита или не повече от 250 мегабайта памет, което не съответства на обема на думите, знанията, понятията, изображенията и друга информация, която притежаваме. . Разбира се, има огромен брой неврони, но те със сигурност няма да са достатъчни, за да поберат всичко това. Всеки неврон е интегратор и носител на множество елементи на паметта – синапси.

3. Гениалността не зависи от размера на мозъка
Човешкият мозък тежи приблизително 1200 - 1400 грама. Мозъкът на Айнщайн, например, 1230 g, не е най-големият. Мозъкът на слона е почти четири пъти по-голям, най-големият мозък на кашалот е 6800 грама. Въпросът тук не е в масата.

Каква е разликата между мозъка на гения и обикновения човек? Никога не можеш да разбереш по корицата на книга или по броя на страниците дали е излязла от перото на майстор или графоман. Между другото, сред престъпниците се срещат много умни хора. За оценка са необходими напълно различни мерни единици, които все още не съществуват. Но като цяло силата на мозъка зависи от броя на синаптичните контакти (мозъкът не се състои само от неврони, той съдържа огромен брой спомагателни клетки. Големи и малки кръвоносни съдове го пресичат и четири т.нар. мозъчни вентрикула са скрити в центъра на мозъка, пълни с цереброспинална течност...).

Основната интелектуална сила на мозъка са невроните на кората му. Особено важна е плътността на синаптичните контакти между невроните, а не физическото тегло. В крайна сметка няма да определяме скоростта на компютъра по тегло в килограми.

Според този показател мозъкът на животните, дори по-висшите примати, е значително по-малък от човешкия. Губим от животните в скоростта на бягане, в силата и издръжливостта, в способността да се катерим по дърветата... Всъщност във всичко, освен в ума.

Мисленето, съзнанието – това отличава човека от животните. Тогава възниква въпросът: защо човек не трябва да придобие още по-вместим мозък?

Ограничаващият фактор е самата човешка анатомия. В крайна сметка размерът на нашия мозък се определя от размера родов каналжена, която не може да роди бебе с твърде голяма глава. В известен смисъл ние сме затворници на собствената си структура. И в този смисъл човек не може да стане значително по-умен, освен ако един ден не промени себе си.

4. Много заболявания могат да се лекуват чрез въвеждане на нови гени в нервните клетки.
Генетиката е невероятно успешна наука. Научихме се не само да изследваме гени, но и да създаваме нови, да ги препрограмираме. Засега това са само опити с животни и те са повече от успешни. Наближава времето, когато много болести могат да бъдат излекувани чрез въвеждане на нови или модифицирани гени в клетките. Правят ли се експерименти върху хора? Тайни лаборатории съществуват само в научнофантастичните филми. Такива научни манипулации са осъществими само в големи научни центрове и изискват големи усилия. Опасенията за неразрешено хакване на човешкия геном днес са неоснователни.

5. Човек използва ли само част от възможностите на мозъка си? Това е мит.
По някаква причина много хора вярват, че човек използва само малка част от възможностите на мозъка си (да речем, 10, 20 и т.н. процента). Трудно е да се каже откъде идва този странен мит. Не трябва да вярваш в него. Експериментите показват, че нервните клетки, които не участват в работата на мозъка, умират.

Природата е рационална и икономична. В него нищо не се оставя настрана, за всеки случай, в резерв. За живите същества е неизгодно и просто вредно да държат „безделници“ в мозъка. Нямаме допълнителни клетки.

6. Възстановяват се нервните клетки.
Преди няколко години, на 83-годишна възраст, почина много известен пациент, американецът Хенри Молисън. Още в младостта му лекарите, за да спасят живота му, напълно отстраняват хипокампуса (от гръцки - морско конче), който е източник на епилепсия, от мозъка. Резултатът беше тежък и неочакван. Пациентът е загубил способността си да помни каквото и да било. Той си остана напълно нормален човек, можеше да води разговор. Но щом излезеш от вратата само за няколко минути и той те възприе напълно непознат. Всяка сутрин в продължение на десетилетия Молисън трябваше да научава отново света в тази част от него, какъв е станал светът след операцията (пациентът си спомня всичко, което предхожда операцията). Така случайно беше установено, че хипокампусът е отговорен за формирането на нова памет. В хипокампуса възстановяването на нервните клетки (неврогенеза) протича сравнително интензивно. Но значението на неврогенезата не бива да се надценява, нейният принос е все още малък.

Не че тялото злонамерено иска да си навреди. Централната нервна система е като сложна мрежа от влакна, като преплетено кълбо от жици. Не би било трудно за тялото да създаде нова нервна клетка. Самата мрежа обаче отдавна е формирана. Как може нова клетка да се интегрира в нея, за да не създава смущения? Това би могло да се направи, ако в мозъка имаше инженер, който би разбрал плетеницата от "жици". За съжаление, такава позиция в мозъка не е предвидена. Поради това възстановяването на мозъчните клетки за замяна на загубените е трудно. Слоестата структура на кората помага малко, помага на новите клетки да се поберат на правилното място. Благодарение на това все още съществува малко възстановяване на нервните клетки.

7. Как една част от мозъка спасява друга
Исхемичният мозъчен инсулт е сериозно заболяване. Свързва се със запушване на кръвоносните съдове, които доставят кръв. изключително чувствителен към кислороден глад и бързо умира около запушен съд. Ако засегнатата област не се намира в един от жизненоважните центрове, човекът оцелява, но може частично да загуби подвижност или реч. Въпреки това, чрез дълго време(понякога - месеци, години), загубената функция се възстановява частично. Ако няма повече неврони, тогава защо се случва това? Известно е, че мозъчната кора има симетрична структура. Всичките му структури са разделени на две половини, лява и дясна, но само една от тях е засегната. С течение на времето можете да забележите бавното поникване на невронните процеси от запазената структура към засегнатата. Издънките по чудо намират правилния път и частично компенсират възникналия дефицит. Точните механизми на този процес остават неизвестни. Ако се научим да управляваме процеса на възстановяване, да го регулираме, това не само ще помогне при лечението на инсулти, но и ще разкрие една от най-големите мистерии на мозъка.

8. Веднъж спечели правото
Кората на главния мозък, както всички знаем, се състои от две полукълба. Те не са симетрични. По правило лявото е по-важно. Мозъкът е проектиран така, че дясната страна контролира лявата страна на тялото и обратно. Ето защо при повечето хора доминира дясната ръка, контролирана от лявото полукълбо. Между двете полукълба има един вид разделение на труда. Левият е отговорен за мисленето, съзнанието и речта. Именно той мисли логически и извършва математически операции. Речта не е просто средство за комуникация, не само начин за предаване на мисъл. За да разберем едно явление или обект, ние абсолютно трябва да го назовем. Например, обозначавайки клас с абстрактното понятие "9a", ние се спасяваме от необходимостта да изброяваме всички ученици всеки път. Абстрактното мислене е характерно за човека и само в малка степен – за някои животни. Той невероятно ускорява и подобрява мисленето, така че речта и мисленето са в известен смисъл много близки понятия.

Дясното полукълбо е отговорно за разпознаването на модели, емоционалното възприятие. Почти не може да говори. Как се знае това? Помогна при епилепсия. Обикновено болестта гнезди само в едното полукълбо, но може да се разпространи и във второто. През 60-те години на миналия век лекарите се замисляха дали е възможно да се прекъснат връзките между двете полукълба, за да се спаси живота на пациента. Извършени са няколко такива операции. Когато естествената връзка на лявото и дясното полукълбо е прекъсната при пациентите, изследователят също има възможност да „разговаря” с всеки от тях поотделно. Установено е, че дясното полукълбо има много ограничен речник. Може да се изрази с прости фрази, но абстрактното мислене не е достъпно за дясното полукълбо. Вкусовете и възгледите за живота в двете полукълба могат да варират значително и дори да влязат в очевидни противоречия.

Животните нямат речеви центрове и следователно в тях не е разкрита очевидна асиметрия на полукълба.

Има хипотеза, че преди няколко хиляди години полукълбата на човешкия мозък са били доста равни. Психолозите смятат, че толкова често споменаваните в древни източници „гласове“ не са нищо повече от глас на дясното полукълбо, а не метафора или художествено средство.

Как се случи така, че лявото полукълбо започна да доминира? С развитието на мисленето и речта едното полукълба просто трябваше да „спечели“, а другото да „отстъпи“, тъй като двойната власт в рамките на една личност е ирационална. По някаква причина победата отиде в лявото полукълбо, но често има хора, които, напротив, доминират.

9. Дясното полукълбо има речника на дете, но фантазията е по-хладна
Най-важната функция на дясното полукълбо е възприемането на визуални образи. Представете си картина, окачена на стена. Сега нека мислено го нарисуваме на квадрати и да започнем постепенно да ги рисуваме на случаен принцип. Детайлите на картината ще започнат да изчезват, но ще отнеме доста време, преди да спрем да разбираме какво точно е изобразено на снимката.

Нашето съзнание притежава удивителна способност да пресъздава картина на отделни фрагменти.

Освен това сме свидетели на динамичен, мобилен свят, почти като на филм. Филмът не е привлечен към нас под формата на отделни последователни кадри, а се възприема в постоянно движение.

Друга невероятна способност, с която сме надарени, е способността да виждаме света в три измерения. Напълно плоската картина изобщо не изглежда плоска.

Само със силата на въображението дясното полукълбо на нашия мозък придава на картината дълбочина.

10. Мозъкът започва да „старее“ след 20 години.
Основната задача на мозъка е да усвоява жизнения опит. За разлика от наследствените черти, които остават непроменени през целия живот, мозъкът е в състояние да учи и помни. Той обаче не е безразмерен и в един момент може просто да прелее, така че да няма повече свободно място в паметта. В този случай мозъкът ще започне да изтрива старите "файлове". Но това е изпълнено със сериозна опасност нещо важно да бъде изтрито заради някаква глупост. За да предотврати това да се случи, еволюцията е намерила любопитен изход.

До 18-20-годишна възраст мозъкът активно и безразборно усвоява всякаква информация. Изживявайки успешно тези години, които в миналото се смятаха за почтена възраст, мозъкът постепенно променя стратегията от запомняне към запазване на наученото, за да не излага натрупаното знание на опасността от случайно изтриване. Този процес протича бавно и системно през целия живот на всеки от нас. Мозъкът става все по-консервативен. Затова с годините му е все по-трудно да овладява нови неща, но придобитите знания са надеждно фиксирани.

Този процес не е болест, боренето с него е трудно и дори почти невъзможно. И това е още един аргумент в полза на това колко е важно да се учи на млада възраст, когато ученето е лесно. Но има добри новини и за по-възрастните хора. Не всички свойства на мозъка отслабват с годините. Речникът, броят на абстрактните изображения, способността да се мисли рационално и разумно не се губят и дори продължават да нарастват.

Когато млад, неопитен ум се обърка, като изпробва различни опции, по-възрастният мозък бързо ще намери ефективно решение благодарение на по-добрата стратегия за мислене. Между другото, колкото по-образован е човек, колкото повече тренира мозъка си, толкова по-малка е вероятността от мозъчни заболявания.

11. Мозъкът не може да бъде наранен.
Мозъкът е лишен от всякакви чувствителни нервни окончания, така че не е нито горещ, нито студен, нито гъделичкащ, нито болезнен. Това е разбираемо, като се има предвид, че е по-добре от всеки друг орган, защитен от въздействието на външната среда: не е лесно да се стигне до него. Мозъкът всяка секунда получава точна и разнообразна информация за състоянието на най-отдалечените ъгли на тялото си, знае за всякакви нужди и е овластен да ги задоволи или отложи за по-късно. Но мозъкът не се чувства по никакъв начин: когато имаме главоболие, това е просто сигнал от болковите рецептори на менингите.

12. Здравословна храназа мозъка
Както всички органи на тялото, мозъкът се нуждае от източници на енергия и строителни материали. Понякога се казва, че мозъкът се храни изключително с глюкоза. Всъщност около 20% от цялата глюкоза се консумира от мозъка, но той, както всеки друг орган, се нуждае от целия комплекс от хранителни вещества. Цели протеини никога не влизат в мозъка, преди това се разграждат на отделни аминокиселини. Същото се отнася и за сложните липиди, които се усвояват преди това мастни киселиникато омега 3 или омега 6. Някои витамини, като С, влизат в мозъка сами, а като В6 или В12 се пренасят от проводници.

Трябва да внимавате, когато ядете храни, богати на цинк, като стриди, фъстъци, семки от диня. Съществува хипотеза, че цинкът се натрупва в мозъка и с течение на времето може да доведе до развитие на болестта на Алцхаймер.

Човешкият мозък има една невероятна характеристика: той е в състояние да произвежда нови клетки. Има мнение, че предлагането на мозъчни клетки е неограничено, но това твърдение е далеч от истината. Естествено се пада интензивното им производство ранни периодиразвитието на тялото, с възрастта този процес се забавя, но не спира. Но това, за съжаление, компенсира само незначителна част от клетките, несъзнателно убити от човек в резултат на на пръв поглед безобидни навици.

1. Лишаване от сън

Учените все още не са успели да опровергаят теорията си за пълноценния сън, която настоява за 7-9 часа сън. Именно тази продължителност на нощния процес позволява на мозъка да изпълнява напълно своята работа и продуктивно да премине през всички „сънни“ фази. В противен случай, както показват проучвания, проведени върху гризачи, 25% от мозъчните клетки, които са отговорни за физиологичния отговор на тревожност и стрес, умират. Учените смятат, че подобен механизъм на клетъчна смърт в резултат на липса на сън работи и при хората, но това все още са само предположения, които според тях ще могат да бъдат тествани в близко бъдеще.

2. Пушенето

Сърдечни заболявания, инсулт, хроничен бронхит, емфизем, рак - това не е пълен списък на негативните последици, причинени от пристрастяването към цигарите. Изследване от 2002 г. на Френския институт за здравеопазване и медицински изследвания не остави никакво съмнение, че тютюнопушенето убива мозъчните клетки. И въпреки че досега експериментите са били провеждани върху плъхове, учените са напълно уверени, че този лош навик засяга по същия начин човешките мозъчни клетки. Това беше потвърдено от изследване на индийски учени, в резултат на което изследователите успяха да открият опасно за човешкото тяло съединение, наречено нитрозоамин кетон, извлечен от никотина, в цигарите. HNK ускорява реакциите на белите кръвни клетки в мозъка, като ги кара да атакуват здрави мозъчни клетки.

3. Дехидратация

Не е тайна, че човешкото тяло съдържа много вода и мозъкът не е изключение. Постоянното му попълване е необходимо както за тялото като цяло, така и за мозъка в частност. В противен случай се задействат процеси, които нарушават работата на цели системи и убиват мозъчните клетки. Като правило, най-често това се случва след пиене на алкохол, който потиска работата на хормона вазопресин, който е отговорен за задържането на вода в тялото. Освен това може да възникне дехидратация поради продължително излагане на тялото. висока температура(например излагане на открита слънчева светлина или в задушно помещение). Но резултатът, както в случая със силните напитки, може да има катастрофален резултат - унищожаване на мозъчните клетки. Това води до неизправности в нервната система и засяга интелектуалните способности на човек.

4. Стрес

Стресът се счита за доста полезна реакция на тялото, която се активира в резултат на появата на всяка възможна заплаха. Основните защитници са надбъбречните хормони (кортизол, адреналин и норепинефрин), които привеждат тялото в пълна готовност и по този начин гарантират неговата безопасност. Но прекомерното количество от тези хормони (например в ситуация на хроничен стрес), по-специално кортизол, може да причини смъртта на мозъчните клетки и развитието на ужасни заболявания поради отслабен имунитет. Разрушаването на мозъчните клетки може да доведе до развитие на психично заболяване (шизофрения), а отслабената имунна система, като правило, е придружена от развитие на сериозни заболявания, най-честите от които се считат за сърдечно-съдови заболявания, рак и диабет.

5. Наркотици

Наркотиците са специфични химикали, които разрушават мозъчните клетки и нарушават комуникационните системи в тях. В резултат на действието на наркотичните вещества се активират рецептори, които предизвикват производството на анормални сигнали, които предизвикват халюциногенни прояви. Този процес възниква поради силно повишаване на нивото на определени хормони, което се отразява на тялото по два начина. От една страна, голямо количество например допамин допринася за ефекта на еуфория, но от друга страна уврежда невроните, отговорни за регулирането на настроението. Колкото повече такива неврони са увредени, толкова по-трудно е да се постигне състояние на "блаженство". Така тялото се нуждае от нарастваща доза наркотични вещества, като същевременно развива зависимост.

нервна тъкан- основният структурен елемент на нервната система. IN състав на нервната тъканвключва високоспециализирани нервни клетки - неврони, И невроглиални клеткиизпълняващи поддържащи, секреторни и защитни функции.

невроне основната структурна и функционална единица на нервната тъкан. Тези клетки са в състояние да приемат, обработват, кодират, предават и съхраняват информация, установяват контакти с други клетки. Уникалните характеристики на неврона са способността да генерира биоелектрични разряди (импулси) и да предава информация по протежение на процесите от една клетка в друга с помощта на специализирани окончания -.

Изпълнението на функциите на неврона се улеснява от синтеза в неговата аксоплазма на вещества-трансмитери - невротрансмитери: ацетилхолин, катехоламини и др.

Броят на мозъчните неврони се доближава до 10 11 . Един неврон може да има до 10 000 синапса. Ако тези елементи се считат за клетки за съхранение на информация, тогава можем да заключим, че нервната система може да съхранява 10 19 единици. информация, т.е. способни да съдържат почти цялото знание, натрупано от човечеството. Следователно схващането, че човешкият мозък помни всичко, което се случва в тялото и когато общува с околната среда, е съвсем разумно. Мозъкът обаче не може да извлече от цялата информация, която се съхранява в него.

Определени видове невронна организация са характерни за различни мозъчни структури. Невроните, които регулират една функция, образуват така наречените групи, ансамбли, колони, ядра.

Невроните се различават по структура и функция.

По структура(в зависимост от броя на процесите, излизащи от тялото на клетката) разграничават еднополюсен(с един процес), биполярни (с два процеса) и многополюсен(с много процеси) неврони.

Според функционалните свойстваразпределете аферентна(или центростремителен) неврони, които носят възбуждане от рецептори в, еферентен, мотор, моторни неврони(или центробежни), предаващи възбуждане от централната нервна система към инервирания орган, и интеркаларна, контактили междиненневрони, свързващи аферентни и еферентни неврони.

Аферентните неврони са еднополярни, телата им лежат в гръбначните ганглии. Процесът, простиращ се от клетъчното тяло, е разделен на два клона в Т-образна форма, единият от които отива към централната нервна система и изпълнява функцията на аксон, а другият се приближава до рецепторите и е дълъг дендрит.

Повечето еферентни и интеркаларни неврони са мултиполярни (фиг. 1). Мултиполярните интеркаларни неврони са разположени в голям брой в задните рога и се намират и във всички други части на централната нервна система. Те също могат да бъдат биполярни, като неврони на ретината, които имат къс разклонен дендрит и дълъг аксон. Моторните неврони се намират главно в предните рога на гръбначния мозък.

Ориз. 1. Структурата на нервната клетка:

1 - микротубули; 2 - дълъг процес на нервна клетка (аксон); 3 - ендоплазмен ретикулум; 4 - ядро; 5 - невроплазма; 6 - дендрити; 7 - митохондрии; 8 - нуклеол; 9 - миелинова обвивка; 10 - прихващане на Ранвие; 11 - краят на аксона

невроглия

невроглия, или глия, - набор от клетъчни елементи на нервната тъкан, образувани от специализирани клетки с различни форми.

Открит е от Р. Вирхов и е наречен от него neuroglia, което означава „лепило на нервите“. Клетките на невроглията запълват пространството между невроните, което представлява 40% от обема на мозъка. Глиалните клетки са 3-4 пъти по-малки от нервните клетки; техният брой в ЦНС на бозайниците достига 140 млрд. С възрастта броят на невроните в човешкия мозък намалява, а броят на глиалните клетки се увеличава.

Установено е, че невроглията е свързана с метаболизма в нервната тъкан. Някои клетки на невроглия отделят вещества, които влияят на състоянието на възбудимост на невроните. Отбелязва се, че секрецията на тези клетки се променя при различни психични състояния. Дългосрочните следови процеси в ЦНС са свързани с функционалното състояние на невроглията.

Видове глиални клетки

Според естеството на структурата на глиалните клетки и тяхното местоположение в ЦНС те разграничават:

• астроцити (астроглия);
• олигодендроцити (олигодендроглия);
• микроглиални клетки (микроглия);
• Шван клетки.

Глиалните клетки изпълняват поддържащи и защитни функции за невроните. Те са включени в структурата. Астроцитиса най-многобройните глиални клетки, запълващи пространствата между невроните и покриващи. Те предотвратяват разпространението на невротрансмитери, дифундиращи от синаптичната цепнатина в ЦНС. Астроцитите имат рецептори за невротрансмитери, чието активиране може да причини флуктуации в мембранната потенциална разлика и промени в метаболизма на астроцитите.

Астроцитите плътно обграждат капилярите на кръвоносните съдове на мозъка, разположени между тях и невроните. На тази основа се предполага, че астроцитите играят важна роля в метаболизма на невроните, чрез регулиране на пропускливостта на капилярите за определени вещества.

Една от важните функции на астроцитите е способността им да абсорбират излишните К+ йони, които могат да се натрупват в междуклетъчното пространство по време на висока невронна активност. В зоните на плътно прилягане на астроцитите се образуват канали на празнина, чрез които астроцитите могат да обменят различни малки йони и по-специално йони K+. Това увеличава способността им да абсорбират йони K+. Неконтролирано натрупване на K+ йони в междуневронното пространство би довело до повишаване на възбудимостта на невроните. По този начин астроцитите, абсорбиращи излишък от йони К+ от интерстициалната течност, предотвратяват повишаване на възбудимостта на невроните и образуването на огнища на повишена невронна активност. Появата на такива огнища в човешкия мозък може да бъде придружена от факта, че техните неврони генерират серия от нервни импулси, които се наричат ​​конвулсивни разряди.

Астроцитите участват в отстраняването и унищожаването на невротрансмитери, влизащи в екстрасинаптичните пространства. По този начин те предотвратяват натрупването на невротрансмитери в междуневронните пространства, което може да доведе до мозъчна дисфункция.

Невроните и астроцитите са разделени от междуклетъчни празнини от 15-20 µm, наречени интерстициално пространство. Интерстициалните пространства заемат до 12-14% от обема на мозъка. Важно свойство на астроцитите е способността им да абсорбират CO2 от извънклетъчната течност на тези пространства и по този начин да поддържат стабилна рН на мозъка.

Астроцитите участват в образуването на интерфейси между нервната тъкан и мозъчните съдове, нервната тъкан и мозъчните мембрани в процеса на растеж и развитие на нервната тъкан.

Олигодендроцитихарактеризиращ се с наличието на малък брой къси процеси. Една от основните им функции е образуване на миелинова обвивка на нервните влакна в ЦНС. Тези клетки също са разположени в непосредствена близост до телата на невроните, но функционалното значение на този факт е неизвестно.

микроглиални клеткисъставляват 5-20% от общия брой глиални клетки и са разпръснати из ЦНС. Установено е, че антигените на тяхната повърхност са идентични с антигените на кръвните моноцити. Това показва произхода им от мезодермата, проникване в нервната тъкан по време на ембрионалното развитие и последваща трансформация в морфологично разпознаваеми микроглиални клетки. В тази връзка е общоприето, че най-важната функция на микроглията е да защитава мозъка. Доказано е, че при увреждане на нервната тъкан броят на фагоцитните клетки се увеличава поради кръвните макрофаги и активиране на фагоцитните свойства на микроглията. Те премахват мъртвите неврони, глиалните клетки и техните структурни елементи, фагоцитират чужди частици.

Шван клеткиобразуват миелиновата обвивка на периферните нервни влакна извън ЦНС. Мембраната на тази клетка многократно се обвива и дебелината на получената миелинова обвивка може да надвишава диаметъра на нервното влакно. Дължината на миелинизираните участъци на нервното влакно е 1-3 mm. В интервалите между тях (прехващанията на Ранвие) нервното влакно остава покрито само с повърхностна мембрана, която има възбудимост.

Едно от най-важните свойства на миелина е неговата висока устойчивост на електрически ток. Дължи се на високото съдържание на сфингомиелин и други фосфолипиди в миелина, които му придават токоизолиращи свойства. В областите на нервното влакно, покрити с миелин, процесът на генериране на нервни импулси е невъзможен. Нервните импулси се генерират само в мембраната за прихващане на Ранвие, която осигурява по-висока скорост на провеждане на нервните импулси в миелинизираните нервни влакна в сравнение с немиелинизираните.

Известно е, че структурата на миелина може лесно да бъде нарушена при инфекциозни, исхемични, травматични, токсични увреждания на нервната система. В същото време се развива процесът на демиелинизация на нервните влакна. Особено често демиелинизацията се развива при множествена склероза. В резултат на демиелинизация скоростта на провеждане на нервните импулси по нервните влакна намалява, скоростта на доставка на информация до мозъка от рецепторите и от невроните към изпълнителните органи. Това може да доведе до нарушена сетивна чувствителност, двигателни нарушения, регулация на вътрешните органи и други сериозни последици.

Структура и функции на невроните

неврон(нервна клетка) е структурна и функционална единица.

Анатомичната структура и свойствата на неврона осигуряват неговото изпълнение основни функции: осъществяване на метаболизма, получаване на енергия, възприемане на различни сигнали и тяхната обработка, формиране или участие в реакциите, генериране и провеждане на нервни импулси, комбиниране на неврони в невронни вериги, които осигуряват както най-простите рефлекторни реакции, така и по-високите интегративни функции на мозъка.

Невроните се състоят от тяло на нервна клетка и процеси - аксон и дендрити.

Ориз. 2. Структура на неврон

тялото на нервната клетка

Тяло (перикарион, сома)Невронът и неговите процеси са покрити навсякъде с невронна мембрана. Мембраната на клетъчното тяло се различава от мембраната на аксона и дендритите по съдържанието на различни рецептори, присъствието върху него.

Тялото на неврона съдържа невроплазмата и ядрото, отделено от нея с мембрани, грапавият и гладък ендоплазмен ретикулум, апарата на Голджи и митохондриите. Хромозомите на ядрото на невроните съдържат набор от гени, кодиращи синтеза на протеини, необходими за формирането на структурата и изпълнението на функциите на тялото на неврона, неговите процеси и синапси. Това са протеини, които изпълняват функциите на ензими, носители, йонни канали, рецептори и др. Някои протеини изпълняват функции, докато са в невроплазмата, а други са вградени в мембраните на органели, сома и невронни процеси. Някои от тях, например ензими, необходими за синтеза на невротрансмитери, се доставят до терминала на аксона чрез аксонен транспорт. В клетъчното тяло се синтезират пептиди, които са необходими за жизнената активност на аксоните и дендритите (например растежни фактори). Следователно, когато тялото на неврон е повредено, неговите процеси се дегенерират и колапсират. Ако тялото на неврона е запазено, но процесът е повреден, тогава настъпва бавното му възстановяване (регенерация) и възстановяването на инервацията на денервираните мускули или органи.

Мястото на протеиновия синтез в телата на невроните е грубият ендоплазмен ретикулум (тигроидни гранули или тела на Nissl) или свободните рибозоми. Тяхното съдържание в невроните е по-високо, отколкото в глиалните или други клетки на тялото. В гладкия ендоплазмен ретикулум и апарата на Голджи протеините придобиват характерната си пространствена конформация, сортират се и се изпращат за транспортиране на потоци до структурите на клетъчното тяло, дендрити или аксон.

В многобройни митохондрии на невроните, в резултат на процеси на окислително фосфорилиране, се образува АТФ, чиято енергия се използва за поддържане на жизнената активност на неврона, работата на йонните помпи и поддържане на асиметрията на йонните концентрации от двете страни на мембрана. Следователно невронът е в постоянна готовност не само да възприема различни сигнали, но и да реагира на тях – генериране на нервни импулси и тяхното използване за управление на функциите на други клетки.

В механизмите на възприемане на различни сигнали от невроните участват молекулярни рецептори на мембраната на клетъчното тяло, сензорни рецептори, образувани от дендрити, и чувствителни клетки от епителен произход. Сигналите от други нервни клетки могат да достигнат до неврона чрез множество синапси, образувани върху дендритите или върху гела на неврона.

Дендрити на нервна клетка

Дендритиневроните образуват дендритно дърво, естеството на разклоняване и чийто размер зависят от броя на синаптичните контакти с други неврони (фиг. 3). Върху дендритите на неврон има хиляди синапси, образувани от аксоните или дендритите на други неврони.

Ориз. 3. Синаптични контакти на интерневрона. Стрелките вляво показват потока от аферентни сигнали към дендритите и тялото на интерневрона, вдясно - посоката на разпространение на еферентните сигнали на интерневрона към други неврони

Синапсите могат да бъдат хетерогенни както по функция (инхибиторни, възбуждащи), така и по вида на използвания невротрансмитер. Дендритната мембрана, участваща в образуването на синапси, е тяхната постсинаптична мембрана, която съдържа рецептори (лиганд-зависими йонни канали) за невротрансмитера, използван в този синапс.

Възбуждащите (глутаматергични) синапси са разположени предимно на повърхността на дендритите, където има възвишения или израстъци (1-2 микрона), наречени шипове.В мембраната на бодлите има канали, чиято пропускливост зависи от трансмембранната потенциална разлика. В цитоплазмата на дендритите в областта на шипове са открити вторични носители на вътреклетъчна сигнална трансдукция, както и рибозоми, върху които се синтезира протеин в отговор на синаптични сигнали. Точната роля на бодлите остава неизвестна, но е ясно, че те увеличават повърхността на дендритното дърво за образуване на синапс. Шиповете също са невронни структури за приемане на входни сигнали и обработката им. Дендритите и шипове осигуряват предаването на информация от периферията към тялото на неврона. Дендритната мембрана е поляризирана при косене поради асиметричното разпределение на минералните йони, работата на йонните помпи и наличието на йонни канали в нея. Тези свойства са в основата на преноса на информация през мембраната под формата на локални кръгови токове (електротонични), които възникват между постсинаптичните мембрани и областите на дендритната мембрана в съседство с тях.

Локалните токове по време на разпространението им по дендритната мембрана отслабват, но се оказват достатъчни по големина за предаване на сигнали към мембраната на тялото на неврона, които са пристигнали през синаптичните входове към дендритите. Все още не са открити волтаж-зависими натриеви и калиеви канали в дендритната мембрана. Не притежава възбудимост и способност да генерира акционни потенциали. Известно е обаче, че потенциалът на действие, възникващ върху мембраната на аксоновия хълм, може да се разпространява по него. Механизмът на това явление е неизвестен.

Предполага се, че дендритите и шипове са част от нервните структури, участващи в механизмите на паметта. Броят на шипове е особено голям в дендритите на невроните в кората на малкия мозък, базалните ганглии и мозъчната кора. Площта на дендритното дърво и броят на синапсите са намалени в някои области на мозъчната кора на възрастните хора.

неврон аксон

аксон -клон на нервна клетка, който не се среща в други клетки. За разлика от дендритите, чийто брой е различен за неврон, аксонът на всички неврони е еднакъв. Дължината му може да достигне до 1,5 м. На изходната точка на аксона от тялото на неврона има удебеляване - аксоновата могила, покрита с плазмена мембрана, която скоро се покрива с миелин. Областта на аксоновия хълм, която не е покрита с миелин, се нарича начален сегмент. Аксоните на невроните, до крайните им разклонения, са покрити с миелинова обвивка, прекъсната от прехващания на Ранвие - микроскопични немиелинизирани области (около 1 микрон).

В целия аксон (миелинизирано и немиелинизирано влакно) е покрита с двуслойна фосфолипидна мембрана с вградени в нея протеинови молекули, които изпълняват функциите на транспортиране на йони, волтаж-зависими йонни канали и др. Протеините са разпределени равномерно в мембраната на немиелинизирания нерв влакна, и те са разположени в мембраната на миелинизираното нервно влакно предимно в прехващанията на Ранвие. Тъй като в аксоплазмата няма груб ретикулум и рибозоми, очевидно е, че тези протеини се синтезират в тялото на неврона и се доставят до аксонната мембрана чрез аксонален транспорт.

Свойства на мембраната, покриваща тялото и аксона на неврон, са различни. Тази разлика се отнася преди всичко за пропускливостта на мембраната за минерални йони и се дължи на съдържанието на различни видове. Ако съдържанието на лиганд-зависими йонни канали (включително постсинаптичните мембрани) преобладава в мембраната на тялото и дендритите на неврона, тогава в мембраната на аксона, особено в областта на възлите на Ранвие, има висока плътност на напрежението -зависими натриеви и калиеви канали.

Мембраната на началния сегмент на аксона има най-ниска стойност на поляризация (около 30 mV). В области на аксона, по-отдалечени от тялото на клетката, стойността на трансмембранния потенциал е около 70 mV. Ниската стойност на поляризация на мембраната на началния сегмент на аксона определя, че в тази област мембраната на неврона има най-голяма възбудимост. Именно тук постсинаптичните потенциали, възникнали върху мембраната на дендритите и клетъчното тяло в резултат на трансформацията на информационните сигнали, получени от неврона в синапсите, се разпространяват по протежение на мембраната на тялото на неврона с помощта на локални кръгови електрически токове. Ако тези токове предизвикат деполяризация на мембраната на аксонния хълм до критично ниво (E k), тогава невронът ще реагира на сигнали от други нервни клетки, идващи към него, като генерира свой собствен потенциал на действие (нервен импулс). След това полученият нервен импулс се пренася по аксона към други нервни, мускулни или жлезисти клетки.

Върху мембраната на началния сегмент на аксона има шипове, върху които се образуват ГАМКергични инхибиторни синапси. Пристигането на сигнали по тези линии от други неврони може да предотврати генерирането на нервен импулс.

Класификация и видове неврони

Класификацията на невроните се извършва както по морфологични, така и по функционални характеристики.

По броя на процесите се разграничават мултиполярни, биполярни и псевдоуниполярни неврони.

Според естеството на връзките с други клетки и изпълняваната функция те разграничават докосване, добавкаИ моторневрони. Докоснетеневроните се наричат ​​още аферентни неврони и техните процеси са центростремителни. Наричат ​​се неврони, които изпълняват функцията за предаване на сигнали между нервните клетки интеркаларна, или асоциативен.Невроните, чиито аксони образуват синапси върху ефекторни клетки (мускулни, жлезисти), се наричат мотор,или еферентен, техните аксони се наричат ​​центробежни.

Аферентни (сензорни) невронивъзприемат информация със сензорни рецептори, преобразуват я в нервни импулси и я пренасят до мозъка и гръбначния мозък. Телата на сетивните неврони са разположени в гръбначния и черепния. Това са псевдоуниполярни неврони, чийто аксон и дендрит излизат заедно от тялото на неврона и след това се разделят. Дендритът следва периферията към органите и тъканите като част от чувствителни или смесени нерви, а аксонът като част от задните корени навлиза в гръбните рога на гръбначния мозък или като част от черепните нерви в мозъка.

Вмъкване, или асоциативни, неврониизпълняват функциите за обработка на входящата информация и по-специално осигуряват затварянето на рефлексни дъги. Телата на тези неврони са разположени в главния и гръбначния мозък.

Еферентни невронисъщо изпълняват функцията за обработка на получената информация и предаване на еферентни нервни импулси от главния и гръбначния мозък към клетките на изпълнителните (ефекторни) органи.

Интегративна активност на неврон

Всеки неврон получава огромно количество сигнали чрез множество синапси, разположени върху дендритите и тялото му, както и чрез молекулярни рецептори в плазмените мембрани, цитоплазмата и ядрото. Много различни видове невротрансмитери, невромодулатори и други сигнални молекули се използват в сигнализирането. Очевидно, за да формира отговор на едновременното получаване на множество сигнали, невронът трябва да може да ги интегрира.

Съвкупността от процеси, които осигуряват обработката на входящи сигнали и образуването на невронна реакция към тях, е включена в концепцията интегративната активност на неврона.

Възприемането и обработката на сигналите, пристигащи в неврона, се извършват с участието на дендритите, клетъчното тяло и аксонния хълм на неврона (фиг. 4).

Ориз. 4. Интегриране на сигнали от неврон.

Един от вариантите за тяхното обработване и интегриране (сумиране) е трансформацията в синапси и сумирането на постсинаптичните потенциали върху мембраната на тялото и процесите на неврона. Възприетите сигнали се преобразуват в синапсите във флуктуации в потенциалната разлика на постсинаптичната мембрана (постсинаптични потенциали). В зависимост от вида на синапса, полученият сигнал може да се преобразува в малка (0,5-1,0 mV) деполяризираща промяна в потенциалната разлика (EPSP - синапсите са показани на диаграмата като светлинни кръгове) или хиперполяризираща (TPSP - синапсите са показани на диаграмата като черни кръгове). Много сигнали могат едновременно да пристигат в различни точки на неврона, някои от които се трансформират в EPSP, а други в IPSP.

Тези трептения на потенциалната разлика се разпространяват с помощта на локални кръгови токове по протежение на невронната мембрана в посока на хълма на аксона под формата на вълни на деполяризация (в бялата диаграма) и хиперполяризация (в черната диаграма), които се припокриват една с друга (на диаграмата, сиви зони). При това наслагване на амплитудата на вълните от една посока те се сумират, а противоположните се намаляват (изглаждат). Това алгебрично сумиране на потенциалната разлика през мембраната се нарича пространствено сумиране(фиг. 4 и 5). Резултатът от това сумиране може да бъде или деполяризация на мембраната на аксонния хълм и генериране на нервен импулс (случаи 1 и 2 на фиг. 4), или неговата хиперполяризация и предотвратяване на появата на нервен импулс (случаи 3 и 4 на фиг. . 4).

За да се измести потенциалната разлика на мембраната на аксонния хълм (около 30 mV) към Ek, тя трябва да бъде деполяризирана с 10-20 mV. Това ще доведе до отваряне на волтаж-зависимите натриеви канали, присъстващи в него и генериране на нервен импулс. Тъй като деполяризацията на мембраната може да достигне до 1 mV при получаване на един AP и превръщането му в EPSP и цялото разпространение до хълма на аксона протича със затихване, генерирането на нервен импулс изисква едновременно доставяне на 40-80 нервни импулса от други неврони към неврона чрез възбуждащи синапси и сумиране на същото количество EPSP.

Ориз. 5. Пространствено и времево сумиране на EPSP от неврон; а - EPSP към единичен стимул; и - EPSP към множествена стимулация от различни аференти; c - EPSP за честа стимулация чрез едно нервно влакно

Ако по това време невронът получи определен брой нервни импулси чрез инхибиторни синапси, тогава неговото активиране и генериране на отговорен нервен импулс ще бъде възможно с едновременно увеличаване на потока от сигнали през възбуждащи синапси. При условия, когато сигналите, идващи през инхибиторните синапси, причиняват хиперполяризация на невронната мембрана, равна или по-голяма от деполяризацията, причинена от сигнали, идващи през възбуждащи синапси, деполяризацията на мембраната на аксона коликулус ще бъде невъзможна, невронът няма да генерира нервни импулси и ще стане неактивен .

Невронът също изпълнява сумиране на времето EPSP и IPTS сигнали, идващи към него почти едновременно (виж фиг. 5). Промените в потенциалната разлика, причинени от тях в близките до синаптичните области, също могат да бъдат обобщени алгебрично, което се нарича темпорално сумиране.

По този начин всеки нервен импулс, генериран от неврон, както и периодът на мълчание на неврона, съдържа информация, получена от много други нервни клетки. Обикновено, колкото по-висока е честотата на сигналите, идващи към неврона от други клетки, толкова по-често той генерира отговорни нервни импулси, които се изпращат по аксона към други нервни или ефекторни клетки.

Поради факта, че има натриеви канали (макар и в малък брой) в мембраната на тялото на неврона и дори в неговите дендрити, потенциалът на действие, възникващ върху мембраната на аксоновия хълм, може да се разпространи в тялото и част от дендритите на неврона. Значението на това явление не е достатъчно ясно, но се предполага, че разпространяващият се потенциал на действие моментално изглажда всички локални токове, присъстващи на мембраната, нулира потенциалите и допринася за по-ефективното възприемане на нова информация от неврона.

Молекулните рецептори участват в трансформацията и интегрирането на сигналите, идващи към неврона. В същото време тяхното стимулиране от сигнални молекули може да доведе до промени в състоянието на инициираните йонни канали (от G-протеини, втори медиатори), трансформация на възприеманите сигнали във флуктуации в потенциалната разлика на невронната мембрана, сумиране и образуване на невронна реакция под формата на генериране на нервен импулс или неговото инхибиране.

Трансформацията на сигналите от метаботропните молекулярни рецептори на неврона е придружена от неговия отговор под формата на каскада от вътреклетъчни трансформации. Реакцията на неврона в този случай може да бъде ускоряване на общия метаболизъм, увеличаване на образуването на АТФ, без което е невъзможно да се увеличи неговата функционална активност. Използвайки тези механизми, невронът интегрира получените сигнали, за да подобри ефективността на собствената си дейност.

Вътреклетъчните трансформации в неврона, инициирани от получените сигнали, често водят до увеличаване на синтеза на протеинови молекули, които изпълняват функциите на рецептори, йонни канали и носители в неврона. Увеличавайки техния брой, невронът се адаптира към естеството на входящите сигнали, повишавайки чувствителността към по-значимите от тях и отслабвайки към по-малко значимите.

Получаването от неврон на редица сигнали може да бъде придружено от експресия или репресия на определени гени, например тези, които контролират синтеза на невромодулатори с пептидна природа. Тъй като те се доставят до терминалите на аксона на неврона и се използват в тях за засилване или отслабване на действието на неговите невротрансмитери върху други неврони, невронът, в отговор на сигналите, които получава, може, в зависимост от получената информация, да има по-силна или по-слаб ефект върху други контролирани от него нервни клетки. Като се има предвид, че модулиращото действие на невропептидите може да продължи дълго време, влиянието на неврон върху други нервни клетки също може да продължи дълго време.

По този начин, поради способността да интегрира различни сигнали, невронът може фино да реагира на тях с широк спектър от отговори, които му позволяват ефективно да се адаптира към естеството на входящите сигнали и да ги използва за регулиране на функциите на други клетки.

невронни вериги

Невроните на ЦНС взаимодействат един с друг, образувайки различни синапси в точката на контакт. Получените невронни пяни значително повишават функционалността на нервната система. Най-често срещаните невронни вериги включват: локални, йерархични, конвергентни и дивергентни невронни вериги с един вход (фиг. 6).

Локални невронни веригиобразуван от два или повече неврони. В този случай един от невроните (1) ще даде своя аксонов колатер на неврона (2), образувайки аксосоматичен синапс върху тялото му, а вторият ще образува аксономен синапс върху тялото на първия неврон. Локалните невронни мрежи могат да действат като капани, в които нервните импулси могат да циркулират дълго време в кръг, образуван от няколко неврона.

Възможността за продължителна циркулация на вълна на възбуждане (нервен импулс), която някога е възникнала поради предаване, но пръстеновидна структура, беше експериментално показана от професор I.A. Ветохин в експерименти върху нервния пръстен на медузата.

Кръговата циркулация на нервните импулси по локалните нервни вериги изпълнява функцията на трансформиране на ритъма на възбужденията, осигурява възможност за продължително възбуждане след прекратяване на сигналите, идващи към тях, и участва в механизмите за съхранение на входящата информация.

Локалните вериги също могат да изпълняват спирачна функция. Пример за него е повтарящото се инхибиране, което се реализира в най-простата локална невронна верига на гръбначния мозък, образувана от а-мотоневрона и клетката на Реншоу.

Ориз. 6. Най-простите невронни вериги на ЦНС. Описание в текст

В този случай възбуждането, възникнало в моторния неврон, се разпространява по клона на аксона, активира клетката на Реншоу, която инхибира а-мотоневрона.

конвергентни веригисе образуват от няколко неврона, на един от които (обикновено еферентен) се сближават или конвергират аксоните на редица други клетки. Такива вериги са широко разпространени в ЦНС. Например, аксоните на много неврони в сензорните полета на кората се доближават до пирамидалните неврони на първичната моторна кора. Аксоните на хиляди сензорни и интеркаларни неврони на различни нива на ЦНС се доближават до моторните неврони на вентралните рога на гръбначния мозък. Конвергентните вериги играят важна роля в интегрирането на сигнали от еферентни неврони и в координацията на физиологичните процеси.

Дивергентни вериги с един входсе образуват от неврон с разклонен аксон, всеки от чиито разклонения образува синапс с друга нервна клетка. Тези вериги изпълняват функциите за едновременно предаване на сигнали от един неврон към много други неврони. Това се постига благодарение на силното разклоняване (образуване на няколко хиляди клона) на аксона. Такива неврони често се намират в ядрата на ретикуларната формация на мозъчния ствол. Те осигуряват бързо повишаване на възбудимостта на множество части на мозъка и мобилизиране на неговите функционални резерви.