Jak zvýšit rychlost svého mozku. Jaký lék obnovuje mozkové neurony? Neurony a nervová tkáň

nervové tkáně- hlavní konstrukční prvek nervový systém. V složení nervové tkáně obsahuje vysoce specializované nervové buňky neurony, a neurogliové buňky vykonávající podpůrné, sekreční a ochranné funkce.

Neuron je hlavní strukturní a funkční jednotkou nervové tkáně. Tyto buňky jsou schopny přijímat, zpracovávat, kódovat, přenášet a ukládat informace, navazovat kontakty s jinými buňkami. Jedinečné vlastnosti neuronu jsou schopnost generovat bioelektrické výboje (impulzy) a přenášet informace podél procesů z jedné buňky do druhé pomocí specializovaných zakončení -.

Výkon funkcí neuronu je usnadněn syntézou látek-přenašečů - neurotransmiterů v jeho axoplazmě: acetylcholinu, katecholaminů atd.

Počet mozkových neuronů se blíží 1011. Jeden neuron může mít až 10 000 synapsí. Pokud jsou tyto prvky považovány za buňky pro ukládání informací, pak můžeme dojít k závěru, že nervový systém může uložit 10 19 jednotek. informace, tzn. schopný obsáhnout téměř všechny znalosti nashromážděné lidstvem. Proto je rozumné předpokládat, že lidský mozek po celý život si pamatuje vše, co se děje v těle a kdy komunikuje s okolím. Mozek však nedokáže vytěžit ze všech informací, které jsou v něm uloženy.

Určité typy nervové organizace jsou charakteristické pro různé mozkové struktury. Neurony, které regulují jedinou funkci, tvoří tzv. skupiny, soubory, sloupce, jádra.

Neurony se liší strukturou a funkcí.

Podle struktury(v závislosti na počtu procesů vybíhajících z těla buňky) rozlišit jednopolární(s jedním procesem), bipolární (se dvěma procesy) a multipolární(s mnoha procesy) neurony.

Podle funkčních vlastností přidělit aferentní(nebo dostředivý) neurony, které přenášejí excitaci z receptorů v, eferentní, motor, motorické neurony(nebo odstředivé), přenášející vzruch z centrálního nervového systému do inervovaného orgánu a interkalární, Kontakt nebo středně pokročilí neurony spojující aferentní a eferentní neurony.

Aferentní neurony jsou unipolární, jejich těla leží v míšních gangliích. Proces vycházející z těla buňky je rozdělen do dvou větví ve tvaru T, z nichž jedna jde do centrálního nervového systému a plní funkci axonu a druhá se blíží k receptorům a je dlouhým dendritem.

Většina eferentních a interkalárních neuronů je multipolární (obr. 1). Multipolární interneurony v ve velkém počtu se nacházejí v zadních rozích míšních a nacházejí se také ve všech ostatních částech centrálního nervového systému. Mohou být také bipolární, jako jsou retinální neurony, které mají krátký větvený dendrit a dlouhý axon. Motorické neurony se nacházejí hlavně v předních rozích míšních.

Rýže. 1. Stavba nervové buňky:

1 - mikrotubuly; 2 - dlouhý proces nervové buňky (axonu); 3 - endoplazmatické retikulum; 4 - jádro; 5 - neuroplazma; 6 - dendrity; 7 - mitochondrie; 8 - jadérko; 9 - myelinová pochva; 10 - zachycení Ranviera; 11 - konec axonu

neuroglie

neuroglie, nebo glia, - soubor buněčných elementů nervové tkáně, tvořený specializovanými buňkami různých tvarů.

Objevil ji R. Virchow a pojmenoval ji neuroglia, což znamená "nervové lepidlo". Neurogliové buňky vyplňují prostor mezi neurony a představují 40 % objemu mozku. Gliové buňky jsou 3-4krát menší než nervové buňky; jejich počet v CNS savců dosahuje 140 mld. S věkem ubývá neuronů v lidském mozku a zvyšuje se počet gliových buněk.

Bylo zjištěno, že neuroglie souvisí s metabolismem v nervové tkáni. Některé neurogliové buňky vylučují látky, které ovlivňují stav dráždivosti neuronů. Je třeba poznamenat, že sekrece těchto buněk se mění v různých duševních stavech. Dlouhodobé stopové procesy v CNS jsou spojeny s funkčním stavem neuroglie.

Typy gliových buněk

Podle povahy struktury gliových buněk a jejich umístění v CNS rozlišují:

• astrocyty (astroglie);
• oligodendrocyty (oligodendroglia);
• mikrogliové buňky (mikroglie);
• Schwannovy buňky.

Gliové buňky plní podpůrné a ochranné funkce pro neurony. Jsou zahrnuty ve struktuře. Astrocyty jsou nejpočetnější gliové buňky, které vyplňují prostory mezi neurony a pokrývají. Zabraňují šíření neurotransmiterů difundujících ze synaptické štěrbiny do CNS. Astrocyty mají receptory pro neurotransmitery, jejichž aktivace může způsobit kolísání rozdílu membránového potenciálu a změny v metabolismu astrocytů.

Astrocyty těsně obklopují kapiláry krevních cév mozku, které se nacházejí mezi nimi a neurony. Na tomto základě se předpokládá, že astrocyty hrají důležitou roli v metabolismu neuronů, regulací kapilární permeability pro určité látky.

Jednou z důležitých funkcí astrocytů je jejich schopnost absorbovat přebytečné ionty K+, které se mohou při vysoké neuronální aktivitě hromadit v mezibuněčném prostoru. V oblastech těsného uložení astrocytů se tvoří kanály Gap junction, kterými si astrocyty mohou vyměňovat různé malé ionty a zejména ionty K+, což zvyšuje jejich schopnost absorbovat ionty K+ Nekontrolované hromadění iontů K+ v interneuronálním prostoru by vedlo ke zvýšení excitability neuronů. Astrocyty, absorbující přebytek K+ iontů z intersticiální tekutiny, tedy zabraňují zvýšení dráždivosti neuronů a tvorbě ložisek zvýšené neuronální aktivity. Vzhled takových ložisek v lidském mozku může být doprovázen skutečností, že jejich neurony generují řadu nervových impulsů, které se nazývají konvulzivní výboje.

Astrocyty se podílejí na odstraňování a destrukci neurotransmiterů vstupujících do extrasynaptických prostor. Zabraňují tak hromadění neurotransmiterů v interneuronálních prostorech, což by mohlo vést k dysfunkci mozku.

Neurony a astrocyty jsou odděleny mezibuněčnými mezerami o velikosti 15–20 µm, které se nazývají intersticiální prostor. Intersticiální prostory zabírají až 12–14 % objemu mozku. Důležitou vlastností astrocytů je jejich schopnost absorbovat CO2 z extracelulární tekutiny těchto prostorů, a tím udržovat stabilní pH mozku.

Astrocyty se podílejí na tvorbě rozhraní mezi nervovou tkání a mozkovými cévami, nervovou tkání a mozkovými membránami v procesu růstu a vývoje nervové tkáně.

Oligodendrocyty charakterizované přítomností malého počtu krátkých procesů. Jednou z jejich hlavních funkcí je tvorba myelinové pochvy nervových vláken v CNS. Tyto buňky se také nacházejí v těsné blízkosti těl neuronů, ale funkční význam této skutečnosti není znám.

mikrogliové buňky tvoří 5-20 % z celkového počtu gliových buněk a jsou rozptýleny po celém CNS. Bylo zjištěno, že antigeny jejich povrchu jsou shodné s antigeny krevních monocytů. To svědčí o jejich původu z mezodermu, průniku do nervové tkáně během embryonálního vývoje a následné přeměně v morfologicky rozpoznatelné mikrogliální buňky. V tomto ohledu se obecně uznává, že nejdůležitější funkcí mikroglie je ochrana mozku. Bylo prokázáno, že při poškození nervové tkáně se zvyšuje počet fagocytujících buněk díky krevním makrofágům a aktivaci fagocytárních vlastností mikroglií. Odstraňují odumřelé neurony, gliové buňky a jejich strukturní prvky, fagocytují cizí částice.

Schwannovy buňky tvoří myelinovou pochvu periferních nervových vláken mimo CNS. Membrána této buňky se opakovaně obtáčí a tloušťka vzniklého myelinového obalu může přesahovat průměr nervového vlákna. Délka myelinizovaných úseků nervového vlákna je 1-3 mm. V intervalech mezi nimi (zásahy Ranviera) zůstává nervové vlákno pokryto pouze povrchovou membránou, která má dráždivost.

Jednou z nejdůležitějších vlastností myelinu je jeho vysoká odolnost vůči elektrickému proudu. Je to dáno vysokým obsahem sfingomyelinu a dalších fosfolipidů v myelinu, které mu dodávají proudově izolační vlastnosti. V oblastech nervového vlákna pokrytých myelinem je proces generování nervových impulsů nemožný. Nervové impulsy jsou generovány pouze na Ranvierově záchytné membráně, která poskytuje vyšší rychlost vedení nervových impulsů v myelinizovaných nervových vláknech ve srovnání s nemyelinizovanými.

Je známo, že struktura myelinu může být snadno narušena při infekčním, ischemickém, traumatickém, toxickém poškození nervového systému. Současně se rozvíjí proces demyelinizace nervových vláken. Zvláště často se demyelinizace vyvíjí u onemocnění roztroušené sklerózy. V důsledku demyelinizace se snižuje rychlost vedení nervových vzruchů po nervových vláknech, snižuje se rychlost dodávání informací do mozku z receptorů a z neuronů do výkonných orgánů. To může vést k poruše smyslové citlivosti, poruchám hybnosti, regulace vnitřních orgánů a dalším vážným následkům.

Struktura a funkce neuronů

Neuron(nervová buňka) je stavební a funkční jednotka.

Anatomická stavba a vlastnosti neuronu zajišťují jeho realizaci hlavní funkce: realizace metabolismu, získávání energie, vnímání různých signálů a jejich zpracování, tvorba nebo účast na odpovědích, generování a vedení nervových vzruchů, spojování neuronů do nervových okruhů, které zajišťují jak nejjednodušší reflexní reakce, tak vyšší integrační funkce mozku.

Neurony se skládají z těla nervové buňky a výběžků - axonu a dendritů.

Rýže. 2. Struktura neuronu

tělo nervové buňky

Tělo (perikaryon, soma) Neuron a jeho procesy jsou pokryty neuronální membránou. Membrána buněčného těla se liší od membrány axonu a dendritů v obsahu různých receptorů, přítomnosti na něm.

Tělo neuronu obsahuje neuroplazmu a jádro od ní oddělené membránami, hrubé a hladké endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát a mitochondrie. Chromozomy jádra neuronů obsahují soubor genů kódujících syntézu proteinů nezbytných pro tvorbu struktury a realizaci funkcí těla neuronu, jeho procesů a synapsí. Jsou to proteiny, které plní funkce enzymů, přenašečů, iontových kanálů, receptorů atd. Některé proteiny plní funkce v neuroplazmě, zatímco jiné jsou zabudovány do membrán organel, soma a neuronových procesů. Některé z nich, například enzymy nezbytné pro syntézu neurotransmiterů, jsou dopraveny na axonový terminál axonálním transportem. V buněčném těle se syntetizují peptidy, které jsou nezbytné pro životně důležitou aktivitu axonů a dendritů (například růstových faktorů). Proto, když je tělo neuronu poškozeno, jeho procesy degenerují a kolabují. Pokud je tělo neuronu zachováno, ale proces je poškozen, pak dochází k jeho pomalé obnově (regeneraci) a obnově inervace denervovaných svalů či orgánů.

Místem syntézy proteinů v tělech neuronů je hrubé endoplazmatické retikulum (tigroidní granula nebo tělíska Nissl) nebo volné ribozomy. Jejich obsah v neuronech je vyšší než v gliových nebo jiných buňkách těla. V hladkém endoplazmatickém retikulu a Golgiho aparátu získávají proteiny svou charakteristickou prostorovou konformaci, jsou tříděny a posílány do transportních proudů do struktur buněčného těla, dendritů nebo axonu.

V četných mitochondriích neuronů se v důsledku oxidativních fosforylačních procesů tvoří ATP, jehož energie se využívá k udržení vitální aktivity neuronu, provozu iontových pump a udržení asymetrie koncentrací iontů na obou stranách neuronu. membrána. Neuron je následně neustále připraven nejen vnímat různé signály, ale také na ně reagovat – generování nervových vzruchů a jejich využití k řízení funkcí jiných buněk.

Na mechanismech vnímání různých signálů neurony se podílejí molekulární receptory membrány buněčného těla, senzorické receptory tvořené dendrity a citlivé buňky epiteliálního původu. Signály z jiných nervových buněk mohou dosáhnout neuronu prostřednictvím četných synapsí vytvořených na dendritech nebo na gelu neuronu.

Dendrity nervové buňky

Dendrity neurony tvoří dendritický strom, jehož povaha větvení a velikost závisí na počtu synaptických kontaktů s jinými neurony (obr. 3). Na dendritech neuronu jsou tisíce synapsí tvořených axony nebo dendrity jiných neuronů.

Rýže. 3. Synaptické kontakty interneuronu. Šipky vlevo ukazují tok aferentních signálů do dendritů a těla interneuronu, vpravo - směr šíření eferentních signálů interneuronu k dalším neuronům

Synapse mohou být heterogenní jak ve funkci (inhibiční, excitační), tak v typu použitého neurotransmiteru. Dendritická membrána zapojená do tvorby synapsí je jejich postsynaptická membrána, která obsahuje receptory (ligand-dependentní iontové kanály) pro neurotransmiter používaný v této synapsi.

Excitační (glutamátergní) synapse se nacházejí především na povrchu dendritů, kde jsou vyvýšeniny, neboli výrůstky (1-2 mikrony), tzv. páteře. V membráně trnů jsou kanály, jejichž propustnost závisí na rozdílu transmembránového potenciálu. V cytoplazmě dendritů v oblasti trnů byli nalezeni sekundární poslové transdukce intracelulárního signálu a také ribozomy, na kterých je syntetizován protein v reakci na synaptické signály. Přesná role trnů zůstává neznámá, ale je jasné, že zvětšují povrchovou plochu dendritického stromu pro tvorbu synapsí. Páteře jsou také neuronové struktury pro příjem vstupních signálů a jejich zpracování. Dendrity a trny zajišťují přenos informací z periferie do těla neuronu. Dendritická membrána je při sečení polarizována v důsledku asymetrické distribuce minerálních iontů, provozu iontových čerpadel a přítomnosti iontových kanálů v ní. Tyto vlastnosti jsou základem přenosu informací přes membránu ve formě místních kruhových proudů (elektrotonicky), které se vyskytují mezi postsynaptickými membránami a oblastmi dendritické membrány, které k nim přiléhají.

Místní proudy během jejich šíření podél dendritové membrány zeslabují, ale ukázalo se, že jsou dostatečně velké pro přenos signálů na membránu těla neuronu, které dorazily přes synaptické vstupy do dendritů. V dendritické membráně nebyly dosud nalezeny žádné napěťově řízené sodíkové a draslíkové kanály. Nemá vzrušivost a schopnost vytvářet akční potenciály. Je však známo, že akční potenciál vznikající na membráně axonového pahorku se může šířit podél ní. Mechanismus tohoto jevu není znám.

Předpokládá se, že dendrity a trny jsou součástí nervových struktur zapojených do paměťových mechanismů. Počet trnů je zvláště vysoký v dendritech neuronů v kůře mozečku, bazálních gangliích a kůře mozkové. Plocha dendritického stromu a počet synapsí jsou v některých oblastech mozkové kůry starších lidí sníženy.

neuronový axon

axon - větev nervové buňky, která se nenachází v jiných buňkách. Na rozdíl od dendritů, jejichž počet je u neuronu odlišný, je axon všech neuronů stejný. Jeho délka může dosahovat až 1,5 m. Ve výstupním bodě axonu z těla neuronu dochází ke ztluštění - axonovému valu, pokrytému plazmatickou membránou, která je brzy pokryta myelinem. Oblast axonového pahorku, která není pokryta myelinem, se nazývá počáteční segment. Axony neuronů až po jejich koncové větve jsou pokryty myelinovou pochvou, přerušenou uzly Ranvier - mikroskopické nemyelinizované oblasti (asi 1 mikron).

V celém axonu (myelinizované a nemyelinizované vlákno) je pokryta dvouvrstvá fosfolipidová membrána s molekulami proteinů v ní uloženými, které plní funkce transportu iontů, napěťově řízených iontových kanálů atd. Proteiny jsou v membráně nemyelinizovaného nervu distribuovány rovnoměrně vlákna a nacházejí se v membráně myelinizovaného nervového vlákna převážně v Ranvierových úsecích. Protože v axoplazmě není žádné hrubé retikulum a ribozomy, je zřejmé, že tyto proteiny jsou syntetizovány v těle neuronu a dodávány do axonové membrány prostřednictvím axonálního transportu.

Vlastnosti membrány pokrývající tělo a axon neuronu, jsou rozdílní. Tento rozdíl se týká především propustnosti membrány pro minerální ionty a je způsoben obsahem různých typů. Pokud v membráně těla a dendritech neuronu převažuje obsah ligand-dependentních iontových kanálů (včetně postsynaptických membrán), pak je v axonové membráně, zejména v oblasti Ranvierových uzlů, vysoká hustota napětí -dependentní sodíkové a draslíkové kanály.

Membrána počátečního segmentu axonu má nejnižší hodnotu polarizace (asi 30 mV). V oblastech axonu vzdálenějších od těla buňky je hodnota transmembránového potenciálu asi 70 mV. Nízká hodnota polarizace membrány počátečního segmentu axonu určuje, že v této oblasti má membrána neuronu největší excitabilitu. Právě zde se postsynaptické potenciály, které vznikly na membráně dendritů a v těle buňky v důsledku transformace informačních signálů přijatých neuronem v synapsích, šíří podél membrány těla neuronu pomocí lokálních kruhové elektrické proudy. Pokud tyto proudy způsobí depolarizaci membrány axonového pahorku na kritickou úroveň (E k), pak neuron bude reagovat na signály z jiných nervových buněk, které k němu přicházejí, generováním vlastního akčního potenciálu (nervového impulsu). Výsledný nervový impuls je pak přenášen podél axonu do dalších nervových, svalových nebo žlázových buněk.

Na membráně iniciálního segmentu axonu jsou trny, na kterých se tvoří GABAergní inhibiční synapse. Příchod signálů podél těchto linií z jiných neuronů může zabránit generování nervového impulsu.

Klasifikace a typy neuronů

Klasifikace neuronů se provádí jak podle morfologických, tak podle funkčních znaků.

Podle počtu procesů se rozlišují multipolární, bipolární a pseudounipolární neurony.

Podle charakteru spojení s jinými buňkami a vykonávané funkce se rozlišují dotyk, plug-in a motor neurony. Dotek neurony se také nazývají aferentní neurony a jejich procesy jsou dostředivé. Neurony, které vykonávají funkci přenosu signálů mezi nervovými buňkami, se nazývají interkalární, nebo asociativní. Neurony, jejichž axony tvoří synapse na efektorových buňkách (svalové, žlázové), se označují jako motor, nebo eferentní, jejich axony se nazývají odstředivé.

Aferentní (smyslové) neurony vnímat informace smyslovými receptory, přeměňovat je na nervové vzruchy a vést je do mozku a míchy. Těla senzorických neuronů se nacházejí v míšním a kraniálním. Jedná se o pseudounipolární neurony, jejichž axon a dendrit společně odcházejí z těla neuronu a poté se oddělují. Dendrit sleduje periferii k orgánům a tkáním jako součást smyslových nebo smíšených nervů a axon jako součást zadních kořenů vstupuje do dorzálních rohů míchy nebo jako součást hlavových nervů do mozku.

Vložení, nebo asociativní, neurony vykonávají funkce zpracování příchozích informací a zejména zajišťují uzavření reflexních oblouků. Těla těchto neuronů se nacházejí v šedé hmotě mozku a míchy.

Eferentní neurony plní také funkci zpracování přijatých informací a přenosu eferentních nervových impulsů z mozku a míchy do buněk výkonných (efektorových) orgánů.

Integrační aktivita neuronu

Každý neuron přijímá obrovské množství signálů prostřednictvím četných synapsí umístěných na jeho dendritech a těle, stejně jako prostřednictvím molekulárních receptorů v plazmatických membránách, cytoplazmě a jádře. V signalizaci se používá mnoho různých typů neurotransmiterů, neuromodulátorů a dalších signálních molekul. Je zřejmé, že k vytvoření odpovědi na současný příjem více signálů musí být neuron schopen je integrovat.

Do konceptu je zahrnut soubor procesů, které zajišťují zpracování příchozích signálů a vytvoření neuronové odpovědi na ně. integrační aktivita neuronu.

Vnímání a zpracování signálů přicházejících do neuronu se provádí za účasti dendritů, těla buňky a axonového hrbolku neuronu (obr. 4).

Rýže. 4. Integrace signálů neuronem.

Jednou z možností jejich zpracování a integrace (sumace) je transformace v synapsích a sumace postsynaptických potenciálů na membráně těla a procesů neuronu. Vnímané signály se v synapsích převádějí na kolísání rozdílu potenciálů postsynaptické membrány (postsynaptické potenciály). V závislosti na typu synapse lze přijímaný signál převést na malou (0,5-1,0 mV) depolarizační změnu rozdílu potenciálů (EPSP - synapse jsou v diagramu znázorněny jako světlá kolečka) nebo hyperpolarizační (TPSP - synapse jsou znázorněny v diagram jako černé kroužky). Mnoho signálů může současně dorazit do různých bodů neuronu, z nichž některé jsou transformovány na EPSP, zatímco jiné jsou transformovány na IPSP.

Tyto oscilace potenciálového rozdílu se šíří pomocí lokálních kruhových proudů podél neuronové membrány ve směru axonového pahorku ve formě depolarizačních vln (na schématu bílá barva) a hyperpolarizace (v černém diagramu), vzájemně se překrývající (v diagramu šedé plochy). Tímto překrytím amplitudy vln jednoho směru se sečtou a opačné se sníží (vyhladí). Tento algebraický součet potenciálového rozdílu přes membránu se nazývá prostorové sčítání(obr. 4 a 5). Výsledkem této sumace může být buď depolarizace membrány axonového pahorku a generování nervového vzruchu (případy 1 a 2 na obr. 4), nebo její hyperpolarizace a zabránění vzniku nervového vzruchu (případy 3 a 4 na obr. 4).

Aby se posunul potenciálový rozdíl membrány axon hillock (asi 30 mV) na Ek, musí být depolarizován o 10-20 mV. To povede k otevření napěťově řízených sodíkových kanálů v něm přítomných a generování nervového impulsu. Protože po přijetí jednoho AP a jeho transformaci na EPSP může depolarizace membrány dosáhnout až 1 mV a veškerá propagace do axonového pahorku probíhá s útlumem, generování nervového impulsu vyžaduje současné dodání 40-80 nervových impulsů z jiných neuronů do neuronu prostřednictvím excitačních synapsí a sčítání stejného množství EPSP.

Rýže. 5. Prostorová a časová sumace EPSP neuronem; (a) EPSP na jeden podnět; a — EPSP na vícenásobnou stimulaci z různých aferentací; c — EPSP pro častou stimulaci přes jediné nervové vlákno

Pokud v této době neuron obdrží určitý počet nervových impulsů prostřednictvím inhibičních synapsí, pak bude možná jeho aktivace a vytvoření odpovědního nervového impulsu se současným zvýšením toku signálů přes excitační synapse. Za podmínek, kdy signály přicházející přes inhibiční synapse způsobují hyperpolarizaci membrány neuronu, stejnou nebo větší než depolarizace způsobená signály přicházejícími přes excitační synapse, nebude depolarizace membrány axon colliculus nemožná, neuron nebude generovat nervové impulsy a stane se neaktivní.

Neuron také funguje časová suma Signály EPSP a IPTS k němu přicházejí téměř současně (viz obr. 5). Jimi způsobené změny potenciálového rozdílu v blízkých synaptických oblastech lze také algebraicky shrnout, což se nazývá temporální sumace.

Každý nervový impuls generovaný neuronem, stejně jako období ticha neuronu, tedy obsahuje informace přijaté z mnoha jiných nervových buněk. Obvykle, čím vyšší je frekvence signálů přicházejících do neuronu z jiných buněk, tím častěji generuje odezvové nervové impulsy, které jsou posílány podél axonu do jiných nervových nebo efektorových buněk.

Vzhledem k tomu, že v membráně těla neuronu a dokonce i jeho dendritech jsou sodíkové kanály (i když v malém počtu), může se akční potenciál vznikající na membráně axonového pahorku rozšířit do těla a některé části neuronu. dendrity neuronu. Význam tohoto jevu není dostatečně jasný, ale předpokládá se, že šířící se akční potenciál na okamžik vyhlazuje všechny lokální proudy přítomné na membráně, resetuje potenciály a přispívá k efektivnějšímu vnímání nové informace neuronem.

Molekulární receptory se účastní transformace a integrace signálů přicházejících do neuronu. Jejich stimulace signálními molekulami přitom může vést přes změny stavu iniciovaných iontových kanálů (G-proteiny, druhými mediátory), přeměnu vnímaných signálů na kolísání rozdílu potenciálů neuronové membrány, sumaci a tvorbu neuronová odpověď ve formě generování nervového impulsu nebo jeho inhibice.

Transformace signálů metabotropními molekulárními receptory neuronu je doprovázena jeho odpovědí ve formě kaskády intracelulárních přeměn. Reakcí neuronu v tomto případě může být zrychlení celkového metabolismu, zvýšení tvorby ATP, bez kterého není možné zvýšit jeho funkční aktivitu. Pomocí těchto mechanismů neuron integruje přijaté signály, aby zlepšil efektivitu své vlastní činnosti.

Intracelulární transformace v neuronu, iniciované přijatými signály, často vedou ke zvýšení syntézy proteinových molekul, které plní funkce receptorů, iontových kanálů a přenašečů v neuronu. Zvyšováním jejich počtu se neuron přizpůsobuje povaze příchozích signálů, zvyšuje citlivost na významnější z nich a slábne na méně významné.

Přijetí řady signálů neuronem může být doprovázeno expresí nebo represí určitých genů, například těch, které řídí syntézu neuromodulátorů peptidové povahy. Vzhledem k tomu, že jsou dodávány na axonové terminály neuronu a používají se v nich ke zvýšení nebo oslabení účinku svých neurotransmiterů na jiné neurony, může neuron v reakci na signály, které přijímá, v závislosti na přijatých informacích mít silnější nebo slabší účinek na jiné nervové buňky jím ovládané. Vzhledem k tomu, že modulační účinek neuropeptidů může trvat dlouhou dobu, může dlouho trvat i vliv neuronu na jiné nervové buňky.

Díky schopnosti integrovat různé signály na ně tedy může neuron jemně reagovat. široký rozsah odezvy, které vám umožní efektivně se přizpůsobit povaze příchozích signálů a využít je k regulaci funkcí jiných buněk.

neuronové okruhy

Neurony CNS se vzájemně ovlivňují a v místě kontaktu vytvářejí různé synapse. Výsledné nervové pěny výrazně zvyšují funkčnost nervového systému. Mezi nejčastější neuronové okruhy patří: lokální, hierarchické, konvergentní a divergentní neuronové okruhy s jedním vstupem (obr. 6).

Lokální neuronové okruhy tvořené dvěma nebo více neurony. V tomto případě jeden z neuronů (1) předá svou axonální kolaterálu neuronu (2), čímž vytvoří na svém těle axosomatickou synapsi, a druhý vytvoří axonomickou synapsi na těle prvního neuronu. Lokální neuronové sítě mohou fungovat jako pasti, ve kterých jsou nervové impulsy schopny cirkulovat po dlouhou dobu v kruhu tvořeném několika neurony.

Možnost dlouhodobé cirkulace excitační vlny (nervového impulsu), ke které kdysi došlo v důsledku přenosu, ale prstencové struktury, experimentálně prokázal profesor I.A. Vetokhin při pokusech na nervovém prstenci medúzy.

Kruhová cirkulace nervových impulsů podél místních nervových okruhů plní funkci transformace excitačního rytmu, poskytuje možnost prodloužené excitace po zastavení signálů, které k nim přicházejí, a podílí se na mechanismech ukládání příchozích informací.

Lokální okruhy mohou také plnit funkci brzdění. Příkladem je rekurentní inhibice, která se realizuje v nejjednodušším lokálním nervovém okruhu míchy, tvořeném a-motoneuronem a Renshawovou buňkou.

Rýže. 6. Nejjednodušší nervové okruhy CNS. Popis v textu

V tomto případě se excitace, která vznikla v motorickém neuronu, šíří podél větve axonu, aktivuje Renshawovu buňku, která inhibuje a-motoneuron.

konvergentní řetězce jsou tvořeny více neurony, na jednom z nich (obvykle eferentním) se sbíhají nebo sbíhají axony řady dalších buněk. Takové okruhy jsou široce distribuovány v CNS. Například axony mnoha neuronů v senzorických polích kůry se sbíhají do pyramidálních neuronů primární motorické kůry. Axony tisíců senzorických a interkalárních neuronů různých úrovní CNS se sbíhají na motorické neurony ventrálních rohů míšních. Konvergentní obvody hrají důležitou roli v integraci signálů eferentními neurony a při koordinaci fyziologických procesů.

Divergentní řetězce s jedním vstupem jsou tvořeny neuronem s rozvětveným axonem, jehož každá větev tvoří synapsi s jinou nervovou buňkou. Tyto obvody plní funkce současného přenosu signálů z jednoho neuronu do mnoha dalších neuronů. Toho je dosaženo díky silnému větvení (tvorba několika tisíc větví) axonu. Takové neurony se často nacházejí v jádrech retikulární formace mozkového kmene. Poskytují rychlé zvýšení dráždivosti četných částí mozku a mobilizaci jeho funkčních rezerv.

V tomto článku budeme hovořit o neuronech mozku. Neurony mozkové kůry jsou strukturální a funkční jednotkou celého obecného nervového systému.

Taková buňka má velmi složitou strukturu, vysokou specializaci, a pokud mluvíme o její struktuře, pak se buňka skládá z jádra, těla a procesů. V lidském těle je přibližně 100 miliard těchto buněk.

Funkce

Všechny buňky, které se nacházejí v Lidské tělo nezbytně odpovědný za jednu nebo druhou z jeho funkcí. Neurony nejsou výjimkou.

Stejně jako ostatní mozkové buňky si musí zachovat svou vlastní strukturu a některé funkce a také se jim přizpůsobit možné změny podmínek, a v souladu s tím provádět regulační procesy na buňkách, které jsou v těsné blízkosti.

Hlavní funkcí neuronů je zpracování důležitá informace, a to jeho příjem, vedení a následně přenos do dalších buněk. Informace přicházejí přes synapse, které mají receptory pro smyslové orgány nebo některé jiné neurony.

Také v některých situacích může dojít k přenosu informací přímo z vnějšího prostředí pomocí tzv. specializovaných dendritů. Informace jsou přenášeny axony a jejich přenos se provádí synapsemi.

Struktura

Buněčné tělo. Tato část neuronu je považována za nejdůležitější a skládá se z cytoplazmy a jádra, které tvoří protoplazmu, mimo ni je omezena na jakousi membránu sestávající z dvojité vrstvy lipidů.

Taková vrstva lipidů, která se také běžně nazývá biolipidová vrstva, se zase skládá z hydrofobních ocasů a stejných hlav. Je třeba poznamenat, že takové lipidy jsou na sebe ocasy a vytvářejí tak jakousi hydrofobní vrstvu, která je schopna přes sebe propouštět pouze látky, které se rozpouštějí v tucích.

Na povrchu membrány jsou proteiny, které jsou ve formě globulí. Na takových membránách jsou výrůstky polysacharidů, pomocí kterých má buňka dobrou příležitost vnímat podráždění. vnější faktory. Jsou zde přítomny i integrální proteiny, které vlastně skrz naskrz pronikají celým povrchem membrány a v nich jsou zase umístěny iontové kanály.

Neuronální buňky mozkové kůry se skládají z tělísek o průměru 5 až 100 mikronů, která obsahují jádro (mající mnoho jaderných pórů) a také některé organely, včetně poměrně silně se vyvíjejícího EPR drsného tvaru s aktivními ribozomy.

Také procesy jsou zahrnuty v každé jednotlivé buňce neuronu. Existují dva hlavní typy procesů - axon a dendrity. Charakteristickým rysem neuronu je, že má vyvinutý cytoskelet, který je skutečně schopen pronikat do jeho procesů.

Díky cytoskeletu je neustále udržován potřebný a standardní tvar buňky a její závity fungují jako jakési „kolejnice“, jimiž jsou transportovány organely a látky, které se balí do membránových váčků.

Dendrity a axon. Axon vypadá jako poměrně dlouhý proces, který je dokonale přizpůsoben procesům zaměřeným na excitaci neuronu z lidského těla.

Dendrity vypadají úplně jinak, už jen proto, že jejich délka je mnohem kratší, a navíc mají nadměrně vyvinuté procesy, které hrají roli hlavního místa, kde se začínají objevovat inhibiční synapse, které tak mohou ovlivnit neuron, který během krátké doby člověk neurony jsou vzrušené.

Typicky je neuron tvořen více dendrity najednou. Protože existuje pouze jeden axon. Jeden neuron má spojení s mnoha dalšími neurony, někdy je takových spojení asi 20 000.

Dendrity se dělí dichotomickým způsobem, axony jsou zase schopny poskytovat kolaterály. Téměř každý neuron obsahuje několik mitochondrií ve větvích uzlin.

Za zmínku také stojí fakt, že dendrity nemají žádnou myelinovou pochvu, zatímco axony takový orgán mít mohou.

Synapse je místo, kde dochází ke kontaktu mezi dvěma neurony nebo mezi efektorovou buňkou, která přijímá signál, a samotným neuronem.

Hlavní funkcí takového komponentního neuronu je přenos nervových vzruchů mezi různými buňkami, přičemž frekvence signálu se může lišit v závislosti na rychlosti a typech přenosu tohoto signálu.

Je třeba poznamenat, že některé synapse jsou schopny způsobit depolarizaci neuronů, zatímco jiné naopak hyperpolarizují. První typ neuronů se nazývá excitační a druhý - inhibiční.

Aby mohl proces excitace neuronu začít, musí zpravidla jako stimul působit několik excitačních synapsí najednou.

Klasifikace

Podle počtu a lokalizace dendritů a také podle umístění axonu se mozkové neurony dělí na neurony unipolární, bipolární, bez axonů, multipolární a pseudounipolární neurony. Nyní bych rád zvážil každý z těchto neuronů podrobněji.

Unipolární neurony mají jeden malý výběžek, a nejčastěji se nacházejí v senzorickém jádře tzv. trojklaného nervu, umístěném ve střední části mozku.

Neurony bez axonu jsou malé velikosti a jsou lokalizovány v bezprostřední blízkosti míchy, jmenovitě v meziobratlových hálkách a nemají absolutně žádné rozdělení výběžků na axony a dendrity; všechny procesy mají téměř stejný vzhled a nejsou mezi nimi žádné vážné rozdíly.

bipolární neurony sestávají z jednoho dendritu, který se nachází ve speciálních smyslových orgánech, zejména v oční mřížce a bulbu, a také pouze z jednoho axonu;

Multipolární neurony mají několik dendritů a jeden axon ve své vlastní struktuře a jsou umístěny v centrálním nervovém systému;

Pseudo-unipolární neurony jsou svým způsobem považovány za zvláštní, protože nejprve pouze jeden proces vystupuje z hlavního těla, které je neustále rozděleno na několik dalších, a takové procesy se nacházejí výhradně v spinálních gangliích.

Existuje také klasifikace neuronů podle funkčního principu. Podle těchto údajů se tedy rozlišují eferentní, aferentní, motorické a také interneurony.

Eferentní neurony mají ve svém složení neultimátní a ultimátní poddruhy. Navíc zahrnují primární buňky lidských citlivých orgánů.

Aferentní neurony. Neurony této kategorie jsou považovány za primární buňky citlivých lidské orgány a pseudo-unipolární buňky, které mají dendrity s volnými konci.

Asociativní neurony. Hlavní funkcí této skupiny neuronů je realizace komunikace mezi aferentními eferentními typy neuronů. Takové neurony se dělí na projekční a komisurální.

Rozvoj a růst

Neurony se začínají vyvíjet z malé buňky, která je považována za její předchůdkyni a přestává se dělit ještě dříve, než se vytvoří první vlastní procesy.

Je třeba poznamenat, že v současné době vědci ještě plně neprostudovali problematiku vývoje a růstu neuronů, ale neustále v tomto směru pracují.

Ve většině případů se nejprve vyvinou axony, následované dendrity. Na samém konci procesu, který se začíná plynule vyvíjet, se vytvoří ztluštění tvaru specifického a neobvyklého pro takovou buňku, a tak se dláždí cesta tkání obklopující neurony.

Toto ztluštění se běžně nazývá růstový kužel nervových buněk. Tento kužel se skládá z nějaké zploštělé části procesu nervové buňky, která je zase tvořena velkým počtem spíše tenkých trnů.

Mikroostry mají tloušťku 0,1 až 0,2 mikrometru a na délku mohou dosáhnout 50 mikronů. Když mluvíme přímo o ploché a široké oblasti kužele, je třeba poznamenat, že má tendenci měnit své vlastní parametry.

Mezi mikrohroty kužele jsou určité mezery, které jsou zcela pokryty složenou membránou. Mikroostry se pohybují trvalý základ, díky kterému se v případě poškození neurony obnoví a získají potřebný tvar.

Chtěl bych poznamenat, že každá jednotlivá buňka se pohybuje svým vlastním způsobem, takže pokud se jedna z nich prodlouží nebo roztáhne, druhá se může odchylovat v různých směrech nebo se dokonce přilepit k substrátu.

Růstový kužel je zcela vyplněn membránovými vezikuly, které se vyznačují příliš malou velikostí a nepravidelným tvarem, stejně jako vzájemným spojením.

Kromě toho růstový kužel obsahuje neurofilamenta, mitochondrie a mikrotubuly. Takové prvky mají schopnost pohybovat se velkou rychlostí.

Porovnáme-li rychlosti pohybu prvků kužele a samotného kužele, je třeba zdůraznit, že jsou přibližně stejné, a proto lze usoudit, že v období růstu není pozorováno shromažďování ani žádné narušení mikrotubulů.

Nový membránový materiál se pravděpodobně začíná přidávat již na samém konci procesu. Růstový kužel je místem poměrně rychlé endocytózy a exocytózy, což potvrzuje velké množství vezikul, které se zde nacházejí.

Růstu dendritů a axonů zpravidla předchází okamžik migrace neuronových buněk, to znamená, kdy se nezralé neurony skutečně usadí a začnou existovat na stejném trvalém místě.

Lidský mozek je v přírodě nejproduktivnější. Tvoří až 2,5 % tělesné hmotnosti a je schopen se vyvíjet po celý život. Pokud se podíváte na mozek z hlediska vědy, je jasné, že každý člověk je skutečný nadčlověk. Neurony jsou rychlejší než Sapsan, neschopnost se lechtat a žonglování místo nootropik – T & P shromáždili 10 faktů o lidském mozku, které mohou změnit naši představu o nás samých.

Váš mozek se skládá z přibližně 100 miliard neuronů. Pokud by každý z nich byl hvězdou, do lebky by se vešla třetina galaxie Mléčná dráha. Existuje pět částí mozku: prodloužená míše, zadní mozek, který zahrnuje cerebellum a pons, střední mozek, diencephalon a přední mozek, reprezentované velkými hemisférami. Každý z nich plní desítky a dokonce stovky různých funkcí.

Rychlost přenosu informací ve vašem mozku může dosáhnout 432 km/h. Pro srovnání, rychlost vlaků Sapsan jezdících mezi Moskvou a Petrohradem je asi 250 km/h. Pokud by se Sapsan pohyboval tak rychle, jak pracuje váš mozek, urazil by vzdálenost mezi dvěma městy za 1 hodinu a 36 minut.

Průměrný počet myšlenek , kterých se vám denně vybaví - asi 70 000. Při takové aktivitě je mozek nucen neustále zapomínat nepotřebné informace, aby se nepřetěžoval a chránil se před nepříjemnými emočními zážitky. Díky tomu můžete rychleji přemýšlet a snáze vstřebávat nové informace.

Nicméně, v průběhu vašeho života, váš dlouhodobý paměť může uložit až 1 kvadrilion (1 milion miliard) jednotlivých bitů informací . To odpovídá 25 000 DVD.

Když je mozek vzhůru, produkuje 10 až 23 wattů energie. To stačí k napájení elektrické žárovky. Proto tento předmět plně ospravedlňuje svůj status tradičního symbolu vhledů a nových nápadů.

Nová fyzická spojení mezi neurony se vytvářejí pokaždé, když si něco zapamatujete. To lze provést nejen ve stavu bdělosti, ale také ve fázi REM spánek. Vědci zjistili, že se v něm člověk dokáže učit nové informace a plnit neznámé úkoly (například si zapamatovat hudební skladby). Během REM spánku velké svaly těla se uvolní, mozková aktivita se zvýší a oční bulvy se začnou aktivně pohybovat pod víčky. Každý večer zažijete 9 až 12 „rychlých“ fází. Celkově tvoří 20 až 25 % nočního spánku. To znamená, že z 80 let života v tomto stavu člověk stráví od 5 do 6,5 roku.

Váš mozek přestane aktivně růst a stane se „dospělým“ v 18 letech. Nepřestává se však vyvíjet. Zvláště dobře trénované jsou dovednosti socializace a komunikace s ostatními lidmi, za které je zodpovědná prefrontální kůra. Může růst až 40 let nebo déle. Schopnost růstu po celý život je zachována i v jiných oblastech: například v hipokampu, který je zodpovědný za paměť. Studie provedené ve Spojeném království ukázaly, že londýnští taxikáři, kteří město dobře znají, mají v průměru tuto oblast mozku více než lidé v jiných profesích. Masivní to bylo zejména u řidičů, kteří pracovali ve městě největší počet let.

Mýtus, že využíváte pouze 10 % svého mozku, není pravdivý. Každá část mozku má známou funkci. Například díky práci dvou miniaturních oblastí zvaných amygdala umístěných uvnitř spánkových laloků mozku můžete beze slov rozpoznat pocity na tvářích druhých lidí a jejich náladu. Ale touha smát se vtipu vyžaduje zapojení pěti různých oblastí mozku najednou.

Máte více než jen pět známých smyslů: zrak, sluch, hmat, čich a chuť. Máte také metasmysl zvaný propriocepce , který kombinuje znalosti vašeho mozku o tom, co vaše svaly dělají, se smyslem pro velikost, tvar a polohu vašeho těla v prostoru. Díky propriocepci víte, kde jsou vaše části těla vůči sobě navzájem, a můžete se špičkou nosu dotýkat prstem se zavřenýma očima. Ale lechtat se je nemožné: váš mozek je schopen rozlišovat mezi vašimi vlastními doteky a doteky zvenčí, i když ty druhé očekáváte.

Každodenní žonglování změní váš mozek za pouhých sedm dní : v parietálních lalocích byste měli více bílé hmoty zodpovědné za koordinaci pohybů. To dokazuje, že mozek se může velmi rychle vyvíjet a adaptovat.

omg, vzpamatuj se

Během své 100leté historie se neurověda držela dogmatu, že mozek dospělých nepodléhá změnám. Věřilo se, že člověk může ztratit nervové buňky, ale ne získat nové. Pokud by byl mozek schopen strukturálních změn, jak by byl zachován?

Kůže, játra, srdce, ledviny, plíce a krev mohou vytvářet nové buňky, které nahradí poškozené. Donedávna se odborníci domnívali, že tato schopnost regenerace se nevztahuje na centrální nervový systém, sestávající z mozku a.

Neurovědci už desítky let hledají způsoby, jak zlepšit zdraví mozku. Strategie léčby byla založena na doplnění nedostatku neurotransmiterů – chemických látek, které přenášejí zprávy do nervových buněk (neuronů). Při Parkinsonově chorobě například mozek pacienta ztrácí schopnost produkovat neurotransmiter dopamin, protože buňky, které jej produkují, odumírají. Chemický "příbuzný" dopaminu, L-Dopa, může dočasně zmírnit stav pacienta, ale ne vyléčit. Neurovědci se snaží implantovat kmenové buňky odvozené z embryí, aby nahradili neurony, které odumírají při neurologických onemocněních, jako je Huntingtonova a Parkinsonova choroba a zranění. V poslední době se vědci začali zajímat o neurony pocházející z lidských embryonálních kmenových buněk, které lze za určitých podmínek upravit tak, aby v Petriho miskách vytvořily jakýkoli typ lidské buňky.

I když existuje mnoho výhod pro kmenové buňky, schopnost dospělého nervového systému samoopravovat se by měla být samozřejmě podporována. K tomu je potřeba zavést látky, které stimulují mozek k tvorbě vlastních buněk a obnovují poškozené nervové okruhy.

Novorozené nervové buňky

V 60. - 70. letech 20. století. vědci došli k závěru, že centrální nervový systém savců je schopen regenerace. První experimenty ukázaly, že hlavní větve neuronů v dospělém mozku a axonech se mohou po poškození zotavit. Brzy bylo objeveno zrození nových neuronů v mozcích dospělých ptáků, opic a lidí; neurogeneze.

Nabízí se otázka: dokáže-li centrální nervový systém vytvořit nové, je schopen se zotavit v případě nemoci nebo úrazu? Abychom na ni mohli odpovědět, je nutné pochopit, jak dochází k neurogenezi v dospělém mozku a jak je to možné.

Zrození nových buněk probíhá postupně. Takzvané multipotentní kmenové buňky v mozku se periodicky začnou dělit, čímž vzniknou další kmenové buňky, které mohou růst v neurony nebo podpůrné buňky, tzv. Pro dozrávání se ale novorozenecké buňky musí vyhnout vlivu multipotentních kmenových buněk, což se podaří jen polovině z nich – zbytek zemře. Toto plýtvání připomíná proces, ke kterému dochází v těle před narozením a v raném dětství, kdy se produkuje více nervových buněk, než je potřeba k vytvoření mozku. Přežívají pouze ti, kteří si vytvoří aktivní vazby s ostatními.

Zda se z přeživší mladé buňky stane neuron nebo gliová buňka, záleží na tom, ve které části mozku skončí a jaké procesy budou v tomto období probíhat. Plné fungování nového neuronu trvá déle než měsíc. odesílat a přijímat informace. Takto. neurogeneze není jednorázová událost. proces. která je regulována látkami. nazývané růstové faktory. Například faktor zvaný „zvukový ježek“ (sonický ježek), objevil poprvé u hmyzu, reguluje schopnost nezralých neuronů proliferovat. Faktor zářez a třída molekul. Zdá se, že takzvané kostní morfogenetické proteiny určují, zda se nová buňka stane gliální nebo neurální. Jakmile se to stane. další růstové faktory. jako je neurotrofický faktor odvozený z mozku (BDNF). neurotrofiny a inzulinu podobný růstový faktor (IGF) začnou podporovat vitální činnost buňky a stimulovat její zrání.

Scéna

Nové neurony nevznikají v dospělém mozku savců náhodou. zřejmě. se tvoří pouze v dutinách naplněných tekutinou v - v komorách, stejně jako v hippocampu - struktuře skryté hluboko v mozku. ve tvaru mořského koníka. Neurovědci prokázali, že buňky, které jsou předurčeny stát se neurony. přesunout z komor do čichových bulbů. které přijímají informace z buněk umístěných v nosní sliznici a jsou citlivé na. Nikdo přesně neví, proč čichový bulbus potřebuje tolik nových neuronů. Je snazší uhodnout, proč je hippocampus potřebuje: protože tato struktura je důležitá pro zapamatování nových informací, pravděpodobně extra neuronů. přispívají k posílení spojení mezi nervovými buňkami, zvyšují schopnost mozku zpracovávat a ukládat informace.

Procesy neurogeneze se také nacházejí mimo hipokampus a čichový bulbus, například v prefrontálním kortexu, sídle inteligence a logiky. stejně jako v jiných oblastech dospělého mozku a míchy. V poslední době se objevuje stále více podrobností o molekulárních mechanismech, které řídí neurogenezi, a o chemických stimulech, které ji regulují. a máme právo doufat. že časem bude možné uměle stimulovat neurogenezi v jakékoli části mozku. Vědci vědí, jak růstové faktory a místní mikroprostředí řídí neurogenezi, doufají, že vyvinou terapie, které mohou opravit nemocné nebo poškozené mozky.

Stimulací neurogeneze je možné zlepšit stav pacienta u některých neurologických onemocnění. Například. důvodem je ucpání cév mozku, v důsledku čehož neurony odumírají kvůli nedostatku kyslíku. Po mrtvici se v hipokampu začíná rozvíjet neurogeneze, která se snaží „léčit“ poškozenou mozkovou tkáň pomocí nových neuronů. Většina novorozených buněk odumře, ale některé úspěšně migrují do poškozené oblasti a mění se v plnohodnotné neurony. Nehledě na to, že to na náhradu škod při těžké mrtvici nestačí. neurogeneze může pomoci mozku po mikroúderech, které často zůstávají bez povšimnutí. Nyní se neurovědci snaží využít vaskulo-epidermální růstový faktor (VEGF) a fibroblastový růstový faktor (FGF) pro posílení přirozené regenerace.

Obě látky jsou velké molekuly, které téměř neprocházejí hematoencefalickou bariérou, tzn. síť těsně propletených buněk lemujících mozkové krevní cévy. V roce 1999 biotechnologická společnost Wyeth-Ayerst Laboratories a Scios z Kalifornie pozastavila klinické studie FGF používaného pro. protože jeho molekuly nevstoupily do mozku. Někteří výzkumníci se pokusili tento problém vyřešit spojením molekuly FGF s druhý, který buňku uvedl v omyl a donutil ji zachytit celý komplex molekul a přenést jej do mozkové tkáně. Jiní vědci geneticky upravili buňky, které produkují FGF. a transplantovány do mozku. Dosud byly takové pokusy prováděny pouze na zvířatech.

Stimulace neurogeneze může být účinná při léčbě deprese. hlavní důvod která se (kromě genetické dispozice) považuje za chronickou. omezující, jak víte. počet neuronů v hipokampu. Mnoho vyráběných léků. zobrazeno v depresi. včetně prozacu. zlepšit neurogenezi u zvířat. Zajímavé je, že úleva od depresivního syndromu s pomocí tohoto léku trvá jeden měsíc – stejné množství. jak moc a za realizaci neurogeneze. Možná. deprese je částečně způsobena zpomalením tohoto procesu v hippocampu. Nejnovější klinické výzkumy pomocí zobrazovacích technik nervového systému potvrzeno. že u pacientů s chronická deprese hippocampus je menší než u zdravých lidí. Dlouhodobé užívání antidepresiv. vypadá to. neurogeneze ostruh: u hlodavců. kteří dostávali tyto léky několik měsíců. v hippocampu se zrodily nové neurony.

Z neuronových kmenových buněk vznikají nové mozkové buňky. Periodicky se dělí ve dvou hlavních oblastech: v komorách (nachový), které jsou naplněny mozkomíšním mokem, který vyživuje centrální nervový systém, a v hipokampu (modrá) - struktura nezbytná pro učení a paměť. S proliferací kmenových buněk (dole) vznikají nové kmenové buňky a progenitorové buňky, které se mohou proměnit buď v neurony, nebo podpůrné buňky zvané gliové buňky (astrocyty a dendrocyty). K diferenciaci novorozených nervových buněk však může dojít až poté, co se vzdálí od svých předků. (červené šipky),že v průměru jen polovina z nich uspěje a zbytek zahyne. V mozku dospělých byly nalezeny nové neurony v hipokampu a čichových bulbech, které jsou nezbytné pro čich. Vědci doufají, že donutí dospělý mozek, aby se sám opravoval tím, že způsobí, že se neuronální kmenové nebo progenitorové buňky dělí a vyvíjejí tam, kde je to potřeba.

Kmenové buňky jako způsob léčby

Vědci považují dva typy kmenových buněk za potenciální nástroj pro opravu poškozených mozků. Za prvé, dospělé neuronální kmenové buňky: vzácné primární buňky zachované z raných fází embryonálního vývoje, které se nacházejí alespoň ve dvou oblastech mozku. Mohou se během života dělit, čímž vznikají nové neurony a podpůrné buňky zvané glie. Druhý typ zahrnuje lidské embryonální kmenové buňky, izolované z embryí ve velmi rané fázi vývoje, kdy se celé embryo skládá z přibližně stovky buněk. Tyto embryonální kmenové buňky mohou dát vzniknout jakékoli buňce v těle.

Většina studií sleduje růst neuronových kmenových buněk v kultivačních miskách. Mohou se tam rozdělit, být geneticky označeni a poté transplantováni zpět do dospělého nervového systému. V experimentech, které byly dosud prováděny pouze na zvířatech, buňky dobře zakořeňují a mohou se diferencovat na zralé neurony ve dvou oblastech mozku, kde normálně dochází k tvorbě nových neuronů – v hippocampu a v čichových bulbech. V jiných oblastech se však neurální kmenové buňky odebrané z dospělého mozku pomalu stávají neurony, i když se z nich mohou stát glie.

Problém dospělých nervových kmenových buněk spočívá v tom, že jsou stále nezralé. Pokud dospělý mozek, do kterého jsou transplantovány, negeneruje signály nezbytné ke stimulaci jejich vývoje do určitého typu neuronu - jako je neuron hipokampu - buď zemřou, stanou se gliovou buňkou, nebo zůstanou nediferencovanou kmenovou buňkou. K vyřešení tohoto problému je nutné určit, které biochemické signály způsobují neuronální kmenová buňka stát se neuronem tohoto typu a poté řídit vývoj buňky touto cestou přímo v kultivační misce. Očekává se, že po transplantaci do dané oblasti mozku tyto buňky zůstanou neurony stejného typu, vytvoří spojení a začnou fungovat.

Navazování důležitých spojení

Vzhledem k tomu, že od okamžiku dělení neuronální kmenové buňky, než je její potomek zařazen do funkčních okruhů mozku, uplyne zhruba měsíc, role těchto nových neuronů pravděpodobně není dána ani tak buněčnou linií, ale tím, jak nové a stávající buňky se spojují mezi sebou.Další (vytvářejí synapse) a se stávajícími neurony, tvoří nervové okruhy. V procesu synaptogeneze jsou takzvané trny na laterálních výběžcích neboli dendrity jednoho neuronu spojeny s hlavní větví neboli axonem jiného neuronu.

Nedávné studie ukazují, že dendritické trny (dole) mohou změnit svůj tvar během několika minut. To naznačuje, že synaptogeneze může být základem učení a paměti. Jednobarevné mikrofotografie mozku živé myši (červená, žlutá, zelená a modrá) byly rozděleny jeden den. Vícebarevný obrázek (zcela vpravo) jsou stejné fotografie překrývající se jedna přes druhou. Nezměněné oblasti vypadají téměř bílé.

Pomozte mozku

Dalším onemocněním, které vyvolává neurogenezi, je Alzheimerova choroba. Jak ukazují nedávné studie, v orgánech myši. do kterých byly zavedeny geny člověka postiženého Alzheimerovou chorobou. byly zjištěny různé odchylky neurogeneze od normy. V důsledku tohoto zásahu zvíře nadměrně produkuje mutantní formu lidského amyloidního peptidového prekurzoru a hladina neuronů v hippocampu klesá. A hippocampus myší s mutantním lidským genem. kódující protein presenilin. měl malý počet dělicích buněk a. resp. méně přeživších neuronů. Úvod FGF přímo do mozku zvířat oslabil tendenci; Tudíž. Růstové faktory mohou být dobrou léčbou tohoto ničivého onemocnění.

Další fází výzkumu jsou růstové faktory, které řídí různá stádia neurogeneze (tj. zrození nových buněk, migrace a zrání mladých buněk), stejně jako faktory, které inhibují jednotlivé fáze. K léčbě nemocí, jako je deprese, u kterých klesá počet dělících se buněk, je nutné najít farmakologické látky nebo jiné způsoby ovlivnění. posílení buněčné proliferace. Zřejmě s epilepsií. rodí se nové buňky. ale pak migrují špatným směrem a je třeba jim porozumět. jak nasměrovat „zavádějící“ neurony správným směrem. U maligního gliomu mozku se gliové buňky množí a tvoří smrtící rostoucí nádory. I když příčiny gliomu zatím nejsou jasné. někteří věří. že je výsledkem nekontrolovaného růstu mozkových kmenových buněk. Gliom lze léčit přírodními sloučeninami. regulující dělení takových kmenových buněk.

Pro léčbu mrtvice je důležité zjistit. jaké růstové faktory zajišťují přežití neuronů a stimulují přeměnu nezralých buněk na zdravé neurony. S takovými nemocemi. jako Huntingtonova choroba. amyotrofická laterální skleróza (ALS) a Parkinsonova choroba (kdy umírají velmi specifické typy buněk, což vede k rozvoji specifických kognitivních nebo motorických symptomů). tento proces se vyskytuje nejčastěji, protože buňky. se kterými jsou tato onemocnění spojena, se nacházejí v omezených oblastech.

Vyvstává otázka: jak řídit proces neurogeneze pod tím či oním typem vlivu, aby se řídil počet neuronů, protože jejich přebytek je také nebezpečný? Například u některých forem epilepsie se nervové kmenové buňky dále dělí i poté, co nové neurony ztratí schopnost vytvářet užitečná spojení. Neurovědci naznačují, že „nesprávné“ buňky zůstávají nezralé a skončí na nesprávném místě. tvořící tzv. ficiální kortikální dysplazie (FCD), generující epileptiformní výboje a způsobující epileptické záchvaty. Je možné, že zavedení růstových faktorů u mrtvice. Parkinsonova choroba a další nemoci mohou způsobit, že se nervové kmenové buňky dělí příliš rychle a vedou k podobným příznakům. Proto by měli vědci nejprve prozkoumat aplikaci růstových faktorů k vyvolání zrození, migrace a dozrávání neuronů.

Při léčbě poranění míchy musí být ALS nebo kmenové buňky nuceny produkovat oligodendrocyty, typ gliových buněk. Jsou nezbytné pro komunikaci neuronů mezi sebou. protože izolují dlouhé axony procházející z jednoho neuronu do druhého. zabránění rozptylu elektrického signálu procházejícího axonem. Je známo, že kmenové buňky v míše mají schopnost čas od času produkovat oligodendrocyty. Vědci použili růstové faktory ke stimulaci tohoto procesu u zvířat s poraněním míchy a zaznamenali pozitivní výsledky.

Nabíjení pro mozek

Jedním z důležitých rysů neurogeneze v hipokampu je, že osobní jedinec může ovlivnit rychlost buněčného dělení, počet přeživších mladých neuronů a jejich schopnost integrovat se do nervové sítě. Například. když se dospělé myši přesunou z obyčejných a stísněných klecí do pohodlnějších a prostornějších. mají výrazné zvýšení neurogeneze. Vědci zjistili, že cvičení myší na běžícím kole stačilo ke zdvojnásobení počtu dělících se buněk v hipokampu, což vedlo k dramatickému nárůstu počtu nových neuronů. Zajímavé je, že pravidelné cvičení může u lidí ulevit od deprese. Možná. je to způsobeno aktivací neurogeneze.

Pokud se vědci naučí ovládat neurogenezi, pak se naše chápání mozkových chorob a zranění dramaticky změní. K léčbě bude možné použít látky, které selektivně stimulují určitá stadia neurogeneze. Farmakologický efekt bude kombinován s fyzioterapií, která posiluje neurogenezi a stimuluje určité oblasti mozku k zabudování nových buněk do nich. Zohlednění vztahu mezi neurogenezí a duševním a fyzickým stresem sníží riziko neurologických onemocnění a posílí přirozené reparační procesy v mozku.

Stimulací růstu neuronů v mozku zdravých lidí budou schopni zlepšit stav svého těla. Je však nepravděpodobné, že by si oblíbili injekce růstových faktorů, které po injekci do krevního řečiště stěží pronikají hematoencefalickou bariérou. Odborníci proto pátrají po drogách. které by mohly být vyráběny ve formě tablet. Takový lék bude stimulovat práci genů kódujících růstové faktory přímo v lidském mozku.

Je také možné zlepšit mozkovou aktivitu pomocí genové terapie a transplantace buněk: uměle pěstovaných buněk, které produkují specifické růstové faktory. mohou být implantovány do určitých oblastí lidského mozku. Navrhuje se také zavést do lidského těla geny kódující produkci různé faktory růst a viry. schopné doručit tyto geny do požadovaných mozkových buněk.

Zatím to není jasné. která z metod bude nejslibnější. Studie na zvířatech ukazují. že použití růstových faktorů může narušit normální fungování mozku. Růstové procesy mohou způsobit tvorbu nádorů a transplantované buňky se mohou vymknout kontrole a vyprovokovat rozvoj rakoviny. Takové riziko lze ospravedlnit pouze tehdy, pokud těžké formy Huntingtonova nemoc. Alzheimerova nebo Parkinsonova choroba.

Nejlepší způsob, jak stimulovat mozkovou aktivitu, je intenzivní intelektuální aktivita spojená se zdravým životním stylem: fyzická aktivita. dobré jídlo a dobrý odpočinek. Je to také experimentálně potvrzeno. co ovlivňuje mozková spojení životní prostředí. Možná. jednoho dne v domácnostech a kancelářích lidé vytvoří a udržují speciálně obohacené prostředí pro zlepšení mozkových funkcí.

Pokud je možné pochopit mechanismy samoléčení nervového systému, pak v blízké budoucnosti vědci zvládnou metody. umožňuje využít vlastní mozkové zdroje pro jeho obnovu a zlepšení.

Fred Gage

(Ve světě pavouků, č. 12, 2003)

Buňka je pivot biologický organismus. Lidský nervový systém se skládá z buněk mozku a míchy (neurony). Jsou velmi rozmanité ve struktuře, mají obrovské množství různých funkcí zaměřených na existenci lidského těla jako biologického druhu.

V každém neuronu současně probíhají tisíce reakcí zaměřených na udržení metabolismu samotné nervové buňky a realizaci jejích hlavních funkcí - zpracování a analýza obrovského množství příchozích informací, stejně jako generování a odesílání příkazů dalším neuronům, svalům, různá těla a tělesných tkání. Dobře koordinovaná práce kombinací neuronů v mozkové kůře tvoří základ myšlení a vědomí.

Funkce buněčné membrány

Nejdůležitější strukturní složkou neuronů, stejně jako jakékoli jiné buňky, jsou buněčné membrány. Obvykle mají vícevrstvou strukturu a sestávají ze speciální třídy mastných sloučenin - fosfolipidů a také z ...

Nervový systém je nejsložitější a málo prozkoumaná část našeho těla. Skládá se ze 100 miliard buněk - neuronů a gliových buněk, kterých je asi 30x více. Do dnešní doby se vědcům podařilo prostudovat pouze 5 % nervových buněk. Vše ostatní je stále záhadou, kterou se lékaři snaží jakýmikoli prostředky vyřešit.

Neuron: struktura a funkce

Neuron je hlavním strukturálním prvkem nervového systému, který se vyvinul z neurorefektorových buněk. Funkcí nervových buněk je reagovat na podněty kontrakcí. Jde o buňky, které jsou schopny přenášet informace pomocí elektrického impulsu, chemických a mechanických prostředků.

Pro vykonávání funkcí jsou neurony motorické, senzorické a střední. Senzorické nervové buňky přenášejí informace z receptorů do mozku, motorické buňky - do svalových tkání. Mezilehlé neurony jsou schopny vykonávat obě funkce.

Anatomicky se neurony skládají z těla a dvou ...

Možnost úspěšné léčby dětí s poruchami psychoneurologického vývoje je založena na následujících vlastnostech dětského těla a jeho nervového systému:

1. Regenerační schopnosti samotného neuronu, jeho procesů a neuronových sítí, které jsou součástí funkčních systémů. Pomalý transport cytoskeletu podél výběžků nervové buňky rychlostí 2 mm/den rovněž určuje stejnou rychlostí regeneraci poškozených nebo nedostatečně vyvinutých výběžků neuronů. Zánik některých neuronů a jejich nedostatek v neuronální síti je víceméně plně kompenzován spuštěním axo-dendritického větvení zbývajících nervových buněk s tvorbou nových dalších interneuronálních spojení.

2. Kompenzace poškození neuronů a neuronových sítí v mozku spojením sousedních neuronových skupin za účelem provedení ztracené nebo nedostatečně vyvinuté funkce. Zdravé neurony, jejich axony a dendrity, aktivně pracující i rezervní, v boji o funkční území ...

omg, vzpamatuj se

Během své 100leté historie se neurověda držela dogmatu, že mozek dospělých nepodléhá změnám. Věřilo se, že člověk může ztratit nervové buňky, ale ne získat nové. Pokud by byl mozek schopen strukturálních změn, jak by byla zachována paměť?

Kůže, játra, srdce, ledviny, plíce a krev mohou vytvářet nové buňky, které nahradí poškozené. Donedávna se odborníci domnívali, že tato schopnost regenerace se nevztahuje na centrální nervový systém, který se skládá z mozku a míchy.

Během posledních pěti let však neurovědci zjistili, že mozek se v průběhu života mění: dochází k tvorbě nových buněk, které nám umožňují vyrovnat se s obtížemi, které nastanou. Tato plasticita pomáhá mozku zotavit se ze zranění nebo nemoci a zvyšuje jeho potenciál.

Neurovědci hledali způsoby, jak zlepšit...

Mozkové neurony se tvoří během prenatálního vývoje. Děje se tak v důsledku růstu určitého typu buněk, jejich pohybů a následně diferenciace, při které mění svůj tvar, velikost a funkci. Většina neuronů odumírá během vývoje plodu, mnohé v tom pokračují i ​​po narození a po celý život člověka, což je geneticky začleněno. Ale spolu s tímto jevem se děje další věc - obnova neuronů v některých oblastech mozku.

Proces, při kterém dochází k tvorbě nervové buňky (jak v prenatálním období, tak v životě), se nazývá „neurogeneze“.

Všeobecně známé tvrzení, že nervové buňky se neregenerují, kdysi učinil v roce 1928 Santiago Ramon-i-Halem, španělský neurohistolog. Tato pozice trvala až do konce minulého století, dokud se neobjevil vědecký článek E. Goulda a C. Crosse, ve kterém byla uvedena fakta prokazující výrobu nových ...

Neurony mozku se dělí podle klasifikace na buňky s určitým typem funkce. Ale možná se po výzkumu z Dukeova institutu, který vede docent buněčné biologie, pediatrie a neurověd Chai Kuo, objeví nová strukturální jednotka (Chay Kuo).

Popsal mozkové buňky, které jsou samostatně schopné přenášet informace a iniciovat transformaci. Mechanismus jejich působení je ve vlivu jednoho z typů neuronů v subventrikulární (nazývané též subependymální) zóně na neurální kmenovou buňku. Začne se transformovat na neuron. Objev je zajímavý, protože dokazuje, že obnova mozkových neuronů se pro medicínu stává realitou.

Teorie Chai Kuo

Výzkumník poznamenává, že možnost vývoje neuronů byla diskutována již před ním, ale poprvé našel a popsal, co a jak zahrnuje mechanismus účinku. Neuronální buňky, které jsou v subventrikulární zóně (SVZ), popisuje jako první. V oblasti mozku...

Obnova orgánů a funkcí těla znepokojuje lidi v následujících případech: po jednorázovém, ale nadměrném příjmu alkoholických nápojů (hostina při nějaké slavnostní příležitosti) a během rehabilitace po závislosti na alkoholu, tj. a dlouhodobé užívání alkoholu.

V procesu nějaké bohaté hostiny (narozeniny, svatba, Nový rok, párty atd.) člověk po minimální dobu konzumuje velmi velkou porci alkoholu. Je jasné, že tělo v takových chvílích necítí nic dobrého. Největší újmu z takových dovolených utrpí osoby, které se obvykle zdržují pití alkoholu nebo jej berou zřídka a v malých dávkách. Takoví lidé jen velmi těžce zotavují mozek po ranním alkoholu.

Musíte vědět, že pouze 5 % alkoholu se z těla vyloučí vydechovaným vzduchem, pocením a močením. Zbývajících 95% je oxidováno uvnitř...

Léky na obnovu paměti

Aminokyseliny pomáhají zlepšit tvorbu GABA v mozku: glycin, tryptofan, lysin (přípravky "glycin", "aviton ginkgovit"). Je vhodné je používat s prostředky ke zlepšení zásobení mozkovou krví("cavinton", "trental", "vintocetin") a zvyšují energetický metabolismus neuronů ("Koenzym Q10"). Ginkgo se používá ke stimulaci neuronů v mnoha zemích světa.

Každodenní cvičení, normalizace výživy a denní rutina pomohou zlepšit paměť. Můžete si trénovat paměť – každý den se potřebujete naučit drobné básničky, cizí jazyky. Nepřetěžujte svůj mozek. Pro zlepšení výživy buněk se doporučuje užívat speciální léky určené ke zlepšení paměti.

Účinné léky k normalizaci a zlepšení paměti

Diprenyl. Lék, který neutralizuje působení neurotoxinů, které vstupují do těla s jídlem. Chrání mozkové buňky před stresem, podporuje...

Až do 90. let 20. století byli neurologové pevně přesvědčeni, že regenerace mozku je nemožná. Ve vědecké komunitě byla formulována mylná představa o „stacionárních“ tkáních, mezi které patřila především tkáň centrálního nervového systému, kde údajně nejsou žádné kmenové buňky. Věřilo se, že dělení nervových buněk lze pozorovat pouze v některých mozkových strukturách plodu a u dětí pouze v prvních dvou letech života. Poté se předpokládalo, že se buněčný růst zastaví a nastává fáze vytváření mezibuněčných kontaktů v neuronových sítích. Během tohoto období každý neuron tvoří stovky a možná tisíce synapsí se sousedními buňkami. V průměru se předpokládá, že v neuronových sítích dospělého mozku funguje asi 100 miliard neuronů. Tvrzení, že dospělý mozek se neregeneruje, se stalo axiomovým mýtem. Vědci, kteří vyjádřili jiný názor, byli obviňováni z neschopnosti a u nás se stávalo, že přišli o práci. Příroda leží v...

Už mrtvice nejsou děsivé? Moderní vývoj...

Všechny nemoci jsou z nervů! Tuto lidovou moudrost znají i děti. Ne každý však ví, že v jazyce lékařské vědy má konkrétní a přesně definovaný význam. Je zvláště důležité, aby se o tom dozvěděli lidé, jejichž blízcí prodělali mrtvici. Mnozí z nich si dobře uvědomují, že i přes pokračující náročnou léčbu se ztracené funkce blízkého člověka plně neobnoví. Kromě toho, čím více času uplynulo od okamžiku potíží, tím nižší je pravděpodobnost návratu řeči, pohybů, paměti. Jak tedy dosáhnout průlomu v uzdravení milovaného člověka? Chcete-li odpovědět na tuto otázku, musíte znát "nepřítele ve tváři" - pochopit hlavní důvod.

"VŠECHNY ONEMOCNĚNÍ Z NERVŮ!"

Nervový systém koordinuje všechny funkce těla a poskytuje mu schopnost adaptace na vnější prostředí. Mozek je jeho centrálním článkem. Toto je hlavní počítač našeho těla, který reguluje práci všech ...

Téma pro ty, kteří si raději myslí, že se obnovují nervové buňky.

K vytvoření vhodného mentálního obrazu :)

Nervové buňky se regenerují

Izraelští vědci objevili celou sadu bionástrojů, která má nahradit mrtvé nervy. Ukázalo se, že to dělají T-lymfocyty, které byly dosud považovány za „škodlivé cizince“.

Před několika lety vědci vyvrátili slavné tvrzení „nervové buňky se neregenerují“: ukázalo se, že část mozku pracuje na regeneraci nervových buněk po celý život. Zejména při stimulaci mozkové činnosti a fyzické aktivity. Jak přesně ale mozek ví, že je čas urychlit proces regenerace, to zatím nikdo nevěděl.

Aby vědci porozuměli mechanismu obnovy mozku, začali třídit všechny typy buněk, které se dříve nacházely v hlavě lidí, a důvod hledání těch, které v ní byly, zůstal nejasný. A studie jednoho z poddruhů leukocytů se ukázala jako úspěšná - ...

"Nervové buňky se neregenerují" - mýtus nebo realita?

Jak řekl hrdina Leonida Bronevoye, okresního lékaře: „hlava je temný předmět, nepodléhá výzkumu ...“. Kompaktní akumulace nervových buněk zvaná mozek, ačkoli ji neurofyziologové zkoumali již dlouhou dobu, vědcům se zatím nepodařilo získat odpovědi na všechny otázky související s fungováním neuronů.

Podstata otázky

Před časem, až do 90. let minulého století, se věřilo, že počet neuronů v lidském těle má stálou hodnotu a při ztrátě je nemožné obnovit poškozené mozkové nervové buňky. Částečně je toto tvrzení skutečně pravdivé: během vývoje embrya příroda vytváří obrovské zásoby buněk.

Již před narozením ztrácí novorozené dítě téměř 70 % vytvořených neuronů v důsledku programované buněčné smrti – apoptózy. Neuronová smrt pokračuje po celý život.

Počínaje třiceti lety tento proces ...

Nervové buňky v lidském mozku se regenerují

Doposud bylo známo, že nervové buňky se regenerují pouze u zvířat. Nedávno však vědci zjistili, že v části lidského mozku, která je zodpovědná za čich, se z progenitorových buněk tvoří zralé neurony. Jednoho dne budou moci pomoci „opravit“ poraněný mozek.

Každý den kůže naroste o 0,002 milimetru. Nové krvinky již několik dní po zahájení jejich produkce v kostní dřeni plní své hlavní funkce. S nervovými buňkami je vše mnohem problematičtější. Ano, nervová zakončení jsou obnovena v pažích, nohou a v tloušťce kůže. Ale v centrálním nervovém systému – v mozku a míše – k tomu nedochází. Člověk s poškozenou míchou tedy již nebude moci běhat. Kromě toho je nervová tkáň nenávratně zničena v důsledku mrtvice.

Nedávno se však objevily nové náznaky, že lidský mozek je také schopen produkovat nové ...

Po mnoho let lidé věřili, že nervové buňky nejsou schopny regenerace, což znamená, že je nemožné vyléčit mnoho nemocí spojených s jejich poškozením. Nyní vědci našli způsoby, jak obnovit mozkové buňky, aby prodloužili pacientovi plnohodnotný život, ve kterém si bude pamatovat mnoho detailů.

Existuje několik podmínek pro obnovu mozkových buněk, pokud nemoc nezašla příliš daleko a nedošlo k úplné ztrátě paměti. Tělo by mělo dostávat dostatečné množství vitamínů, které pomohou udržet schopnost soustředit se na problém, zapamatovat si potřebné věci. K tomu je potřeba jíst potraviny, které je obsahují, to jsou ryby, banány, ořechy a červené maso. Odborníci se domnívají, že počet jídel by neměl být větší než tři a musíte jíst, dokud se neobjeví sytost, což pomůže mozkovým buňkám získat potřebné látky. Výživa má velký význam pro prevenci nervových onemocnění, neměli byste se nechat unést ...

Okřídlený výraz „Nervové buňky se nevzpamatují“ každý od dětství vnímá jako nezpochybnitelnou pravdu. Tento axiom však není nic jiného než mýtus a nová vědecká data jej vyvracejí.

Schematické znázornění nervové buňky nebo neuronu, který se skládá z těla s jádrem, jedním axonem a několika dendrity.

Neurony se od sebe liší velikostí, větvením dendritů a délkou axonů.

Pojem "glia" zahrnuje všechny buňky nervové tkáně, které nejsou neurony.

Neurony jsou geneticky naprogramovány k migraci do té či oné části nervového systému, kde pomocí procesů navazují spojení s jinými nervovými buňkami.

Mrtvé nervové buňky ničí makrofágy, které se dostávají do nervového systému z krve.

Fáze tvorby neurální trubice v lidském embryu.

‹ ›

Příroda klade do vyvíjejícího se mozku velmi vysokou míru bezpečnosti: během embryogeneze se tvoří velký přebytek neuronů. Téměř 70 % z nich...

Pantokalcin je lék, který aktivně ovlivňuje metabolismus v mozku, chrání jej před škodlivými vlivy a především před nedostatkem kyslíku, působí inhibičně a zároveň mírně aktivačně na centrální nervový systém (CNS).

Jak pantokalcin působí na centrální nervový systém

Pantokalcin je nootropní lék, jehož hlavní působení je spojeno s kognitivními (kognitivními) funkcemi mozku, je lék dostupný v tabletách po 250 a 500 mg.

Hlavní účinnou látkou pantokalcinu je kyselina hopantenová, která je svým chemickým složením a vlastnostmi podobná kyselina gama-aminomáselná(GABA) je biologicky aktivní látka, která může urychlit všechny metabolické procesy v mozku.

Při perorálním podání se pantokalcin rychle vstřebává v gastrointestinálním traktu, distribuuje se do tkání a vstupuje do mozku, kde proniká ...

Nervový systém je nejsložitější částí lidského těla. Zahrnuje asi 85 miliard nervových a gliových buněk. K dnešnímu dni byli vědci schopni studovat pouze 5 % neuronů. Zbylých 95 % je stále záhadou, a tak se na těchto složkách lidského mozku provádějí četné studie.

Zvažte, jak funguje lidský mozek, konkrétně jeho buněčnou strukturu.

Struktura neuronu se skládá ze 3 hlavních složek:

1. Tělo buňky

Tato část nervové buňky je klíčovou částí, která zahrnuje cytoplazmu a jádra, která společně vytvářejí protoplazmu, na jejímž povrchu se tvoří membránová hranice, sestávající ze dvou vrstev lipidů. Na povrchu membrány jsou proteiny představující tvar globulí.

Nervové buňky kůry se skládají z tělísek obsahujících jádro a také řadu organel, včetně intenzivně a efektivně se vyvíjející rozptylové oblasti drsného tvaru, která má aktivní ribozomy.

2. Dendrity a axon

Axon se jeví jako dlouhý proces, který se účinně přizpůsobuje excitačním procesům z lidského těla.

Dendrity mají zcela odlišnou anatomickou stavbu. Jejich hlavní rozdíl od axonu spočívá v tom, že mají mnohem kratší délku a jsou také charakterizovány přítomností abnormálně vyvinutých procesů, které plní funkce hlavního místa. V této oblasti se začínají objevovat inhibiční synapse, díky nimž existuje schopnost přímo ovlivňovat samotný neuron.

Významnou část neuronů tvoří ve větší míře dendrity, přičemž axon je pouze jeden. Jedna nervová buňka má mnoho spojení s jinými buňkami. V některých případech počet těchto odkazů přesahuje 25 000.

Synapse je místo, kde se vytváří kontaktní proces mezi dvěma buňkami. Hlavní funkcí je přenos impulsů mezi různými buňkami, přičemž frekvence signálu se může lišit v závislosti na rychlosti a typech přenosu tohoto signálu.

K zahájení excitačního procesu nervové buňky může zpravidla působit několik excitačních synapsí jako podněty.

Co je to lidský trojitý mozek

V roce 1962 identifikoval neurovědec Paul McLean tři lidské mozky, a to:

1. plazí

Tento plazí typ lidského mozku existuje již více než 100 milionů let. Má významný dopad na chování člověka. Jeho hlavní funkcí je řídit základní chování, které zahrnuje funkce jako:

• Reprodukce založená na lidských instinktech
• Agrese
• Touha vše ovládat
• Postupujte podle určitých vzorců
• napodobovat, klamat
• Bojujte o vliv na ostatní

Také lidský plazí mozek se vyznačuje takovými rysy, jako je vyrovnanost ve vztahu k ostatním, nedostatek empatie, naprostá lhostejnost k důsledkům svých činů ve vztahu k ostatním. Také tento typ není schopen rozpoznat imaginární hrozbu s reálným nebezpečím. Výsledkem je, že v některých situacích si zcela podmaňuje mysl a tělo člověka.

1. Emocionální (limbický systém)

Zdá se, že jde o mozek savce, jehož stáří je asi 50 milionů let.

Zodpovědný za takové funkční vlastnosti jednotlivce, jako jsou:

• Přežití, sebezáchovu a sebeobranu
• Řídí sociální chování, včetně mateřství a rodičovství
• Podílí se na regulaci orgánových funkcí, čichu, instinktivního chování, paměti, spánku a bdění a řady dalších

Tento mozek je téměř zcela totožný s mozkem zvířat.

1. Vizuální

Je to mozek, který vykonává funkce našeho myšlení. Jinými slovy, je to racionální mysl. Jde o nejmladší stavbu, jejíž stáří nepřesahuje 3 miliony let.

Zdá se, že je to to, co nazýváme rozumem, což zahrnuje takové schopnosti jako;

• přemýšlet
• Vyvodit závěry
• Schopnost analyzovat

Vyznačuje se přítomností prostorového myšlení, kde vznikají charakteristické vizuální obrazy.

Klasifikace neuronů

Dosud byla rozlišována řada klasifikací neuronových buněk. Jedna z nejběžnějších klasifikací neuronů se vyznačuje počtem procesů a místem jejich lokalizace, a to:

1. Multipolární. Tyto buňky se vyznačují velkou akumulací v CNS. Mají jeden axon a několik dendritů.
2. Bipolární. Vyznačují se jedním axonem a jedním dendritem a nacházejí se v sítnici, čichové tkáni a také ve sluchovém a vestibulárním centru.

Také v závislosti na vykonávaných funkcích jsou neurony rozděleny do 3 velkých skupin:

1. Aferentní

Zodpovědný za proces přenosu signálu z receptorů do centrálního nervového systému. Liší se jako:

• Hlavní. Primární se nacházejí v míšních jádrech, která se vážou na receptory.
• Sekundární. Jsou umístěny ve zrakových tuberkulách a plní funkce přenosu signálů do nadložních oddělení. Tento typ buněk se neváže na receptory, ale přijímá signály z buněk neurocytů.

2. Eferentní nebo motorické

Tento typ tvoří přenos vzruchu do jiných center a orgánů lidského těla. Například neurony motorické zóny jsou pyramidální, které přenášejí signál do motorických neuronů míchy. Klíčovým znakem motorických eferentních neuronů je přítomnost axonu značné délky, který má vysokou rychlost přenosu excitačního signálu.

Eferentní nervové buňky různých úseků mozkové kůry tyto úseky navzájem spojují. Tato nervová spojení v mozku zajišťují vztahy uvnitř a mezi hemisférami, které jsou tedy zodpovědné za fungování mozku v procesu učení, rozpoznávání předmětů, únavy atd.

3. Vkládání nebo asociativní

Tento typ provádí interakci mezi neurony a také zpracovává data, která byla přenesena z citlivých buněk a poté je přenáší do jiných interkalárních nebo motorických nervových buněk. Tyto buňky se zdají být menší než aferentní a eferentní buňky. Axony jsou zastoupeny v malém rozsahu, ale síť dendritů je poměrně rozsáhlá.

Odborníci dospěli k závěru, že bezprostřední nervové buňky, které jsou lokalizovány v mozku, jsou asociativní neurony mozku a zbytek reguluje činnost mozku mimo sebe.

Obnovte nervové buňky

Moderní věda věnuje dostatečnou pozornost procesům smrti a obnově nervových buněk. Celé lidské tělo má schopnost se zotavit, ale mají nervové buňky mozku takovou příležitost?

Již v procesu početí je tělo naladěno na smrt nervových buněk.

Řada vědců tvrdí, že počet setřených buněk je asi 1 % ročně. Na základě tohoto tvrzení se ukazuje, že mozek by se již opotřeboval až do ztráty schopnosti provádět elementární věci. K tomuto procesu však nedochází a mozek funguje dál až do své smrti.

Každá tkáň těla se nezávisle obnovuje dělením „živých“ buněk. Po řadě studií nervové buňky však lidé zjistili, že se buňka nedělí. Tvrdí se, že nové mozkové buňky se tvoří jako výsledek neurogeneze, která začíná v prenatálním období a pokračuje po celý život.

Neurogeneze je syntéza nových neuronů z prekurzorů – kmenových buněk, které se následně diferencují a tvoří zralé neurony.

Takový proces byl poprvé popsán v roce 1960, ale v té době tento proces nebyl ničím podporován.

Další výzkum potvrdil, že neurogeneze může nastat ve specifických oblastech mozku. Jednou z těchto oblastí je prostor kolem mozkových komor. Druhé místo zahrnuje hippocampus, který se nachází přímo v blízkosti komor. Hipokampus plní funkce naší paměti, myšlení a emocí.

V důsledku toho se v procesu života pod vlivem různých faktorů formuje schopnost zapamatovat si a myslet. Jak lze poznamenat z výše uvedeného, ​​náš mozek, ačkoliv bylo určeno pouze 5 % jeho struktur, stále zdůrazňuje řadu skutečností, které potvrzují schopnost nervových buněk zotavit se.

Závěr

Nezapomeňte, že pro plné fungování nervových buněk byste měli vědět, jak zlepšit nervová spojení mozku. Mnoho odborníků poznamenává, že hlavní zárukou zdravých neuronů je zdravá strava a životní styl, a teprve poté lze použít další farmakologickou podporu.

Uspořádejte si spánek, vzdejte se alkoholu, kouření a nakonec vám vaše nervové buňky poděkují.

Lidský mozek má jednu úžasnou vlastnost: je schopen produkovat nové buňky. Existuje názor, že zásoba mozkových buněk je neomezená, ale toto tvrzení je daleko od pravdy. Jejich intenzivní produkce přirozeně spadá na raná období vývoje organismu, s věkem se tento proces zpomaluje, ale nezastavuje. To ale bohužel kompenzuje jen nepodstatnou část buněk nevědomě zabitých člověkem v důsledku na první pohled neškodných návyků.

1. Spánková deprivace

Vědcům se zatím nepodařilo vyvrátit jejich teorii plného spánku, která trvá na 7-9 hodinách spánku. Právě toto trvání nočního procesu umožňuje mozku plně vykonávat svou práci a produktivně projít všemi „ospalými“ fázemi. V opačném případě, jak ukazují studie provedené na hlodavcích, zemře 25 % mozkových buněk, které jsou zodpovědné za fyziologickou reakci na úzkost a stres. Vědci se domnívají, že podobný mechanismus buněčné smrti v důsledku nedostatku spánku funguje i u lidí, jde však zatím pouze o domněnky, které bude podle jejich názoru možné v blízké budoucnosti otestovat.

2. Kouření

srdeční onemocnění, mrtvice, Chronická bronchitida, emfyzém, rakovina - to není úplný seznam negativních účinků způsobených závislostí na cigaretě. Studie z roku 2002 francouzského Národního institutu zdraví a lékařský výzkum nenechává nikoho na pochybách, že kouření zabíjí mozkové buňky. A přestože experimenty byly dosud prováděny na krysách, vědci jsou si zcela jisti, že stejným způsobem zlozvyk ovlivňuje lidské mozkové buňky. Potvrdila to studie indických vědců, v jejímž důsledku se vědcům podařilo v cigaretách objevit sloučeninu nebezpečnou pro lidský organismus, zvanou nitrosoamin keton odvozený od nikotinu. NNK urychluje bílé reakce krvinky mozku, což způsobuje, že napadají zdravé mozkové buňky.

3. Dehydratace

Není žádným tajemstvím, že lidské tělo obsahuje hodně vody a mozek není výjimkou. Jeho neustálé doplňování je nezbytné jak pro tělo jako celek, tak pro mozek zvláště. Jinak se aktivují procesy, které narušují chod celých systémů a zabíjejí mozkové buňky. Zpravidla se to nejčastěji děje po požití alkoholu, který potlačuje práci hormonu vasopresinu, který je zodpovědný za zadržování vody v těle. Kromě toho může dojít k dehydrataci v důsledku dlouhodobého vystavení vysokým teplotám (například vystavení otevřenému slunci nebo v dusné místnosti). Ale výsledek, stejně jako v případě silných nápojů, může mít katastrofální výsledek - zničení mozkových buněk. To má za následek poruchy v nervovém systému a ovlivňuje intelektuální schopnosti člověka.

4. Stres

Stres je považován za docela užitečnou reakci těla, která se aktivuje v důsledku výskytu jakékoli možné hrozby. Hlavními obránci jsou hormony nadledvin (kortizol, adrenalin a norepinefrin), které uvádějí tělo do plné pohotovosti a tím zajišťují jeho bezpečnost. Ale nadměrné množství těchto hormonů (například v situaci chronický stres), zejména kortizol, může způsobit smrt mozkových buněk a rozvoj hrozných nemocí v důsledku oslabené imunity. Zničení mozkových buněk může vést k rozvoji duševních chorob (schizofrenie) a oslabený imunitní systém je zpravidla doprovázen rozvojem závažných onemocnění, z nichž nejčastější jsou kardiovaskulární onemocnění, rakovina a cukrovka.

5. Drogy

Drogy jsou specifické chemikálie, které ničí mozkové buňky a narušují v nich komunikační systémy. V důsledku působení omamných látek se aktivují receptory vyvolávající produkci abnormálních signálů vyvolávajících halucinogenní projevy. K tomuto procesu dochází v důsledku silného zvýšení hladiny určitých hormonů, které ovlivňují tělo dvěma způsoby. Na jedné straně velké množství například dopaminu přispívá k efektu euforie, ale na druhé straně poškozuje neurony odpovědné za regulaci nálady. Čím více jsou takové neurony poškozeny, tím obtížnější je dosáhnout stavu „blaženosti“. Tělo tedy vyžaduje stále větší dávku omamných látek a zároveň vzniká závislost.

nervové tkáně- hlavní stavební prvek nervové soustavy. V složení nervové tkáně obsahuje vysoce specializované nervové buňky - neurony, a neurogliové buňky vykonávající podpůrné, sekreční a ochranné funkce.

Neuron je základní stavební a funkční jednotkou nervové tkáně. Tyto buňky jsou schopny přijímat, zpracovávat, kódovat, přenášet a ukládat informace, navazovat kontakty s jinými buňkami. Jedinečné vlastnosti neuronu jsou schopnost generovat bioelektrické výboje (impulzy) a přenášet informace prostřednictvím procesů z jedné buňky do druhé pomocí specializovaných zakončení -.

Výkon funkcí neuronu je usnadněn syntézou látek-přenašečů - neurotransmiterů v jeho axoplazmě: acetylcholinu, katecholaminů atd.

Počet mozkových neuronů se blíží 1011. Jeden neuron může mít až 10 000 synapsí. Pokud jsou tyto prvky považovány za buňky pro ukládání informací, pak můžeme dojít k závěru, že nervový systém může uložit 10 19 jednotek. informace, tzn. schopný obsáhnout téměř všechny znalosti nashromážděné lidstvem. Představa, že si lidský mozek pamatuje vše, co se v těle děje a kdy komunikuje s okolím, je proto vcelku rozumná. Mozek však nedokáže vytěžit ze všech informací, které jsou v něm uloženy.

Určité typy nervové organizace jsou charakteristické pro různé mozkové struktury. Neurony, které regulují jedinou funkci, tvoří tzv. skupiny, soubory, sloupce, jádra.

Neurony se liší strukturou a funkcí.

Podle struktury(v závislosti na počtu procesů vybíhajících z těla buňky) rozlišit jednopolární(s jedním procesem), bipolární (se dvěma procesy) a multipolární(s mnoha procesy) neurony.

Podle funkčních vlastností přidělit aferentní(nebo dostředivý) neurony, které přenášejí excitaci z receptorů v, eferentní, motor, motorické neurony(nebo odstředivé), přenášející vzruch z centrálního nervového systému do inervovaného orgánu a interkalární, Kontakt nebo středně pokročilí neurony spojující aferentní a eferentní neurony.

Aferentní neurony jsou unipolární, jejich těla leží v míšních gangliích. Proces vycházející z těla buňky je rozdělen do dvou větví ve tvaru T, z nichž jedna jde do centrálního nervového systému a plní funkci axonu a druhá se blíží k receptorům a je dlouhým dendritem.

Většina eferentních a interkalárních neuronů je multipolární (obr. 1). Multipolární interkalární neurony se nacházejí ve velkém počtu v zadních rozích míšních a nacházejí se také ve všech ostatních částech centrálního nervového systému. Mohou být také bipolární, jako jsou retinální neurony, které mají krátký větvený dendrit a dlouhý axon. Motorické neurony se nacházejí hlavně v předních rozích míšních.

Rýže. 1. Stavba nervové buňky:

1 - mikrotubuly; 2 - dlouhý proces nervové buňky (axonu); 3 - endoplazmatické retikulum; 4 - jádro; 5 - neuroplazma; 6 - dendrity; 7 - mitochondrie; 8 - jadérko; 9 - myelinová pochva; 10 - zachycení Ranviera; 11 - konec axonu

neuroglie

neuroglie, nebo glia, - soubor buněčných elementů nervové tkáně, tvořený specializovanými buňkami různých tvarů.

Objevil ji R. Virchow a pojmenoval ji neuroglia, což znamená "nervové lepidlo". Neurogliové buňky vyplňují prostor mezi neurony a představují 40 % objemu mozku. Gliové buňky jsou 3-4krát menší než nervové buňky; jejich počet v CNS savců dosahuje 140 mld. S věkem ubývá neuronů v lidském mozku a zvyšuje se počet gliových buněk.

Bylo zjištěno, že neuroglie souvisí s metabolismem v nervové tkáni. Některé neurogliové buňky vylučují látky, které ovlivňují stav dráždivosti neuronů. Je třeba poznamenat, že sekrece těchto buněk se mění v různých duševních stavech. Dlouhodobé stopové procesy v CNS jsou spojeny s funkčním stavem neuroglie.

Typy gliových buněk

Podle povahy struktury gliových buněk a jejich umístění v CNS rozlišují:

• astrocyty (astroglie);
• oligodendrocyty (oligodendroglia);
• mikrogliové buňky (mikroglie);
• Schwannovy buňky.

Gliové buňky plní podpůrné a ochranné funkce pro neurony. Jsou zahrnuty ve struktuře. Astrocyty jsou nejpočetnější gliové buňky, které vyplňují prostory mezi neurony a pokrývají. Zabraňují šíření neurotransmiterů difundujících ze synaptické štěrbiny do CNS. Astrocyty mají receptory pro neurotransmitery, jejichž aktivace může způsobit kolísání rozdílu membránového potenciálu a změny v metabolismu astrocytů.

Astrocyty těsně obklopují kapiláry krevních cév mozku, které se nacházejí mezi nimi a neurony. Na tomto základě se předpokládá, že astrocyty hrají důležitou roli v metabolismu neuronů, regulací kapilární permeability pro určité látky.

Jednou z důležitých funkcí astrocytů je jejich schopnost absorbovat přebytečné ionty K+, které se mohou při vysoké neuronální aktivitě hromadit v mezibuněčném prostoru. V oblastech těsného uložení astrocytů se tvoří kanály Gap junction, kterými si astrocyty mohou vyměňovat různé malé ionty a zejména ionty K+, což zvyšuje jejich schopnost absorbovat ionty K+ Nekontrolované hromadění iontů K+ v interneuronálním prostoru by vedlo ke zvýšení excitability neuronů. Astrocyty, absorbující přebytek K+ iontů z intersticiální tekutiny, tedy zabraňují zvýšení dráždivosti neuronů a tvorbě ložisek zvýšené neuronální aktivity. Vzhled takových ložisek v lidském mozku může být doprovázen skutečností, že jejich neurony generují řadu nervových impulsů, které se nazývají konvulzivní výboje.

Astrocyty se podílejí na odstraňování a destrukci neurotransmiterů vstupujících do extrasynaptických prostor. Zabraňují tak hromadění neurotransmiterů v interneuronálních prostorech, což by mohlo vést k dysfunkci mozku.

Neurony a astrocyty jsou odděleny mezibuněčnými mezerami o velikosti 15–20 µm, které se nazývají intersticiální prostor. Intersticiální prostory zabírají až 12–14 % objemu mozku. Důležitou vlastností astrocytů je jejich schopnost absorbovat CO2 z extracelulární tekutiny těchto prostorů, a tím udržovat stabilní pH mozku.

Astrocyty se podílejí na tvorbě rozhraní mezi nervovou tkání a mozkovými cévami, nervovou tkání a mozkovými membránami v procesu růstu a vývoje nervové tkáně.

Oligodendrocyty charakterizované přítomností malého počtu krátkých procesů. Jednou z jejich hlavních funkcí je tvorba myelinové pochvy nervových vláken v CNS. Tyto buňky se také nacházejí v těsné blízkosti těl neuronů, ale funkční význam této skutečnosti není znám.

mikrogliové buňky tvoří 5-20 % z celkového počtu gliových buněk a jsou rozptýleny po celém CNS. Bylo zjištěno, že antigeny jejich povrchu jsou shodné s antigeny krevních monocytů. To svědčí o jejich původu z mezodermu, průniku do nervové tkáně během embryonálního vývoje a následné přeměně v morfologicky rozpoznatelné mikrogliální buňky. V tomto ohledu se obecně uznává, že nejdůležitější funkcí mikroglie je ochrana mozku. Bylo prokázáno, že při poškození nervové tkáně se zvyšuje počet fagocytujících buněk díky krevním makrofágům a aktivaci fagocytárních vlastností mikroglií. Odstraňují odumřelé neurony, gliové buňky a jejich strukturní prvky, fagocytují cizí částice.

Schwannovy buňky tvoří myelinovou pochvu periferních nervových vláken mimo CNS. Membrána této buňky se opakovaně obtáčí a tloušťka vzniklého myelinového obalu může přesahovat průměr nervového vlákna. Délka myelinizovaných úseků nervového vlákna je 1-3 mm. V intervalech mezi nimi (zásahy Ranviera) zůstává nervové vlákno pokryto pouze povrchovou membránou, která má dráždivost.

Jednou z nejdůležitějších vlastností myelinu je jeho vysoká odolnost vůči elektrickému proudu. Je to dáno vysokým obsahem sfingomyelinu a dalších fosfolipidů v myelinu, které mu dodávají proudově izolační vlastnosti. V oblastech nervového vlákna pokrytých myelinem je proces generování nervových impulsů nemožný. Nervové impulsy jsou generovány pouze na Ranvierově záchytné membráně, která poskytuje vyšší rychlost vedení nervových impulsů v myelinizovaných nervových vláknech ve srovnání s nemyelinizovanými.

Je známo, že struktura myelinu může být snadno narušena při infekčním, ischemickém, traumatickém, toxickém poškození nervového systému. Současně se rozvíjí proces demyelinizace nervových vláken. Zvláště často se demyelinizace vyvíjí u onemocnění roztroušené sklerózy. V důsledku demyelinizace se snižuje rychlost vedení nervových vzruchů po nervových vláknech, snižuje se rychlost dodávání informací do mozku z receptorů a z neuronů do výkonných orgánů. To může vést k poruše smyslové citlivosti, poruchám hybnosti, regulace vnitřních orgánů a dalším vážným následkům.

Struktura a funkce neuronů

Neuron(nervová buňka) je stavební a funkční jednotka.

Anatomická stavba a vlastnosti neuronu zajišťují jeho realizaci hlavní funkce: realizace metabolismu, získávání energie, vnímání různých signálů a jejich zpracování, tvorba nebo účast na odpovědích, generování a vedení nervových vzruchů, spojování neuronů do nervových okruhů, které zajišťují jak nejjednodušší reflexní reakce, tak vyšší integrační funkce mozku.

Neurony se skládají z těla nervové buňky a výběžků - axonu a dendritů.

Rýže. 2. Struktura neuronu

tělo nervové buňky

Tělo (perikaryon, soma) Neuron a jeho procesy jsou pokryty neuronální membránou. Membrána buněčného těla se liší od membrány axonu a dendritů obsahem různých receptorů, přítomností na něm.

Tělo neuronu obsahuje neuroplazmu a jádro od ní oddělené membránami, hrubé a hladké endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát a mitochondrie. Chromozomy jádra neuronů obsahují soubor genů kódujících syntézu proteinů nezbytných pro tvorbu struktury a realizaci funkcí těla neuronu, jeho procesů a synapsí. Jsou to proteiny, které plní funkce enzymů, přenašečů, iontových kanálů, receptorů atd. Některé proteiny plní funkce v neuroplazmě, zatímco jiné jsou zabudovány do membrán organel, soma a neuronových procesů. Některé z nich, například enzymy nezbytné pro syntézu neurotransmiterů, jsou dopraveny na axonový terminál axonálním transportem. V buněčném těle se syntetizují peptidy, které jsou nezbytné pro životně důležitou aktivitu axonů a dendritů (například růstových faktorů). Proto, když je tělo neuronu poškozeno, jeho procesy degenerují a kolabují. Pokud je tělo neuronu zachováno, ale proces je poškozen, pak dochází k jeho pomalé obnově (regeneraci) a obnově inervace denervovaných svalů či orgánů.

Místem syntézy proteinů v tělech neuronů je hrubé endoplazmatické retikulum (tigroidní granula nebo tělíska Nissl) nebo volné ribozomy. Jejich obsah v neuronech je vyšší než v gliových nebo jiných buňkách těla. V hladkém endoplazmatickém retikulu a Golgiho aparátu získávají proteiny svou charakteristickou prostorovou konformaci, jsou tříděny a posílány do transportních proudů do struktur buněčného těla, dendritů nebo axonu.

V četných mitochondriích neuronů se v důsledku oxidativních fosforylačních procesů tvoří ATP, jehož energie se využívá k udržení vitální aktivity neuronu, provozu iontových pump a udržení asymetrie koncentrací iontů na obou stranách neuronu. membrána. Neuron je následně neustále připraven nejen vnímat různé signály, ale také na ně reagovat – generování nervových vzruchů a jejich využití k řízení funkcí jiných buněk.

Na mechanismech vnímání různých signálů neurony se podílejí molekulární receptory membrány buněčného těla, senzorické receptory tvořené dendrity a citlivé buňky epiteliálního původu. Signály z jiných nervových buněk mohou dosáhnout neuronu prostřednictvím četných synapsí vytvořených na dendritech nebo na gelu neuronu.

Dendrity nervové buňky

Dendrity neurony tvoří dendritický strom, jehož povaha větvení a velikost závisí na počtu synaptických kontaktů s jinými neurony (obr. 3). Na dendritech neuronu jsou tisíce synapsí tvořených axony nebo dendrity jiných neuronů.

Rýže. 3. Synaptické kontakty interneuronu. Šipky vlevo ukazují tok aferentních signálů do dendritů a těla interneuronu, vpravo - směr šíření eferentních signálů interneuronu k dalším neuronům

Synapse mohou být heterogenní jak ve funkci (inhibiční, excitační), tak v typu použitého neurotransmiteru. Dendritická membrána zapojená do tvorby synapsí je jejich postsynaptická membrána, která obsahuje receptory (ligand-dependentní iontové kanály) pro neurotransmiter používaný v této synapsi.

Excitační (glutamátergní) synapse se nacházejí především na povrchu dendritů, kde jsou vyvýšeniny, neboli výrůstky (1-2 mikrony), tzv. páteře. V membráně trnů jsou kanály, jejichž propustnost závisí na rozdílu transmembránového potenciálu. V cytoplazmě dendritů v oblasti trnů byli nalezeni sekundární poslové transdukce intracelulárního signálu a také ribozomy, na kterých je syntetizován protein v reakci na synaptické signály. Přesná role trnů zůstává neznámá, ale je jasné, že zvětšují povrchovou plochu dendritického stromu pro tvorbu synapsí. Páteře jsou také neuronové struktury pro příjem vstupních signálů a jejich zpracování. Dendrity a trny zajišťují přenos informací z periferie do těla neuronu. Dendritická membrána je při sečení polarizována v důsledku asymetrické distribuce minerálních iontů, provozu iontových čerpadel a přítomnosti iontových kanálů v ní. Tyto vlastnosti jsou základem přenosu informací přes membránu ve formě místních kruhových proudů (elektrotonicky), které se vyskytují mezi postsynaptickými membránami a oblastmi dendritické membrány, které k nim přiléhají.

Místní proudy během jejich šíření podél dendritové membrány zeslabují, ale ukázalo se, že jsou dostatečně velké pro přenos signálů na membránu těla neuronu, které dorazily přes synaptické vstupy do dendritů. V dendritické membráně nebyly dosud nalezeny žádné napěťově řízené sodíkové a draslíkové kanály. Nemá vzrušivost a schopnost vytvářet akční potenciály. Je však známo, že akční potenciál vznikající na membráně axonového pahorku se může šířit podél ní. Mechanismus tohoto jevu není znám.

Předpokládá se, že dendrity a trny jsou součástí nervových struktur zapojených do paměťových mechanismů. Počet trnů je zvláště vysoký v dendritech neuronů v kůře mozečku, bazálních gangliích a kůře mozkové. Plocha dendritického stromu a počet synapsí jsou v některých oblastech mozkové kůry starších lidí sníženy.

neuronový axon

axon - větev nervové buňky, která se nenachází v jiných buňkách. Na rozdíl od dendritů, jejichž počet je u neuronu odlišný, je axon všech neuronů stejný. Jeho délka může dosahovat až 1,5 m. Ve výstupním bodě axonu z těla neuronu dochází ke ztluštění - axonovému valu, pokrytému plazmatickou membránou, která je brzy pokryta myelinem. Oblast axonového pahorku, která není pokryta myelinem, se nazývá počáteční segment. Axony neuronů až po jejich koncové větve jsou pokryty myelinovou pochvou, přerušovanou záchyty Ranvier - mikroskopické nemyelinizované oblasti (asi 1 mikron).

V celém axonu (myelinizované a nemyelinizované vlákno) je pokryta dvouvrstvá fosfolipidová membrána s molekulami proteinů v ní uloženými, které plní funkce transportu iontů, napěťově řízených iontových kanálů atd. Proteiny jsou v membráně nemyelinizovaného nervu distribuovány rovnoměrně vlákna a nacházejí se v membráně myelinizovaného nervového vlákna převážně v Ranvierových úsecích. Protože v axoplazmě není žádné hrubé retikulum a ribozomy, je zřejmé, že tyto proteiny jsou syntetizovány v těle neuronu a dodávány do axonové membrány prostřednictvím axonálního transportu.

Vlastnosti membrány pokrývající tělo a axon neuronu, jsou rozdílní. Tento rozdíl se týká především propustnosti membrány pro minerální ionty a je způsoben obsahem různých typů. Pokud v membráně těla a dendritech neuronu převažuje obsah ligand-dependentních iontových kanálů (včetně postsynaptických membrán), pak je v axonové membráně, zejména v oblasti Ranvierových uzlů, vysoká hustota napětí -dependentní sodíkové a draslíkové kanály.

Membrána počátečního segmentu axonu má nejnižší hodnotu polarizace (asi 30 mV). V oblastech axonu vzdálenějších od těla buňky je hodnota transmembránového potenciálu asi 70 mV. Nízká hodnota polarizace membrány počátečního segmentu axonu určuje, že v této oblasti má membrána neuronu největší excitabilitu. Právě zde se postsynaptické potenciály, které vznikly na membráně dendritů a v těle buňky v důsledku transformace informačních signálů přijatých neuronem v synapsích, šíří podél membrány těla neuronu pomocí lokálních kruhové elektrické proudy. Pokud tyto proudy způsobí depolarizaci membrány axonového pahorku na kritickou úroveň (E k), pak neuron bude reagovat na signály z jiných nervových buněk, které k němu přicházejí, generováním vlastního akčního potenciálu (nervového impulsu). Výsledný nervový impuls je pak přenášen podél axonu do dalších nervových, svalových nebo žlázových buněk.

Na membráně iniciálního segmentu axonu jsou trny, na kterých se tvoří GABAergní inhibiční synapse. Příchod signálů podél těchto linií z jiných neuronů může zabránit generování nervového impulsu.

Klasifikace a typy neuronů

Klasifikace neuronů se provádí jak podle morfologických, tak podle funkčních znaků.

Podle počtu procesů se rozlišují multipolární, bipolární a pseudounipolární neurony.

Podle charakteru spojení s jinými buňkami a vykonávané funkce se rozlišují dotyk, plug-in a motor neurony. Dotek neurony se také nazývají aferentní neurony a jejich procesy jsou dostředivé. Neurony, které vykonávají funkci přenosu signálů mezi nervovými buňkami, se nazývají interkalární, nebo asociativní. Neurony, jejichž axony tvoří synapse na efektorových buňkách (svalové, žlázové), se označují jako motor, nebo eferentní, jejich axony se nazývají odstředivé.

Aferentní (smyslové) neurony vnímat informace smyslovými receptory, přeměňovat je na nervové vzruchy a vést je do mozku a míchy. Těla senzorických neuronů se nacházejí v míšním a kraniálním. Jedná se o pseudounipolární neurony, jejichž axon a dendrit společně odcházejí z těla neuronu a poté se oddělují. Dendrit sleduje periferii k orgánům a tkáním jako součást smyslových nebo smíšených nervů a axon jako součást zadních kořenů vstupuje do dorzálních rohů míchy nebo jako součást hlavových nervů do mozku.

Vložení, nebo asociativní, neurony vykonávají funkce zpracování příchozích informací a zejména zajišťují uzavření reflexních oblouků. Těla těchto neuronů se nacházejí v šedé hmotě mozku a míchy.

Eferentní neurony plní také funkci zpracování přijatých informací a přenosu eferentních nervových impulsů z mozku a míchy do buněk výkonných (efektorových) orgánů.

Integrační aktivita neuronu

Každý neuron přijímá obrovské množství signálů prostřednictvím četných synapsí umístěných na jeho dendritech a těle, stejně jako prostřednictvím molekulárních receptorů v plazmatických membránách, cytoplazmě a jádře. V signalizaci se používá mnoho různých typů neurotransmiterů, neuromodulátorů a dalších signálních molekul. Je zřejmé, že k vytvoření odpovědi na současný příjem více signálů musí být neuron schopen je integrovat.

Do konceptu je zahrnut soubor procesů, které zajišťují zpracování příchozích signálů a vytvoření neuronové odpovědi na ně. integrační aktivita neuronu.

Vnímání a zpracování signálů přicházejících do neuronu se provádí za účasti dendritů, těla buňky a axonového hrbolku neuronu (obr. 4).

Rýže. 4. Integrace signálů neuronem.

Jednou z možností jejich zpracování a integrace (sumace) je transformace v synapsích a sumace postsynaptických potenciálů na membráně těla a procesů neuronu. Vnímané signály se v synapsích převádějí na kolísání rozdílu potenciálů postsynaptické membrány (postsynaptické potenciály). V závislosti na typu synapse lze přijímaný signál převést na malou (0,5-1,0 mV) depolarizační změnu rozdílu potenciálů (EPSP - synapse jsou v diagramu znázorněny jako světlá kolečka) nebo hyperpolarizační (TPSP - synapse jsou znázorněny v diagram jako černé kroužky). Mnoho signálů může současně dorazit do různých bodů neuronu, z nichž některé jsou transformovány na EPSP a jiné na IPSP.

Tyto oscilace potenciálového rozdílu se šíří pomocí místních kruhových proudů podél neuronové membrány ve směru axonového pahorku ve formě vln depolarizace (v bílém diagramu) a hyperpolarizace (v černém diagramu), vzájemně se překrývajících. (v diagramu šedé oblasti). Tímto překrytím amplitudy vln jednoho směru se sečtou a opačné se sníží (vyhladí). Tento algebraický součet potenciálového rozdílu přes membránu se nazývá prostorové sčítání(obr. 4 a 5). Výsledkem této sumace může být buď depolarizace membrány axonového pahorku a generování nervového vzruchu (případy 1 a 2 na obr. 4), nebo její hyperpolarizace a zabránění vzniku nervového vzruchu (případy 3 a 4 na obr. 4).

Aby se posunul potenciálový rozdíl membrány axon hillock (asi 30 mV) na Ek, musí být depolarizován o 10-20 mV. To povede k otevření napěťově řízených sodíkových kanálů v něm přítomných a generování nervového impulsu. Protože po přijetí jednoho AP a jeho transformaci na EPSP může depolarizace membrány dosáhnout až 1 mV a veškerá propagace do axonového pahorku probíhá s útlumem, generování nervového impulsu vyžaduje současné dodání 40-80 nervových impulsů z jiných neuronů do neuronu prostřednictvím excitačních synapsí a sčítání stejného množství EPSP.

Rýže. 5. Prostorová a časová sumace EPSP neuronem; a - EPSP na jeden podnět; a - EPSP k vícenásobné stimulaci z různých aferentních cév; c - EPSP pro častou stimulaci přes jediné nervové vlákno

Pokud v této době neuron obdrží určitý počet nervových impulsů prostřednictvím inhibičních synapsí, pak bude možná jeho aktivace a vytvoření odpovědního nervového impulsu se současným zvýšením toku signálů přes excitační synapse. Za podmínek, kdy signály přicházející přes inhibiční synapse způsobují hyperpolarizaci membrány neuronu, stejnou nebo větší než depolarizace způsobená signály přicházejícími přes excitační synapse, nebude depolarizace membrány axon colliculus nemožná, neuron nebude generovat nervové impulsy a stane se neaktivní.

Neuron také funguje časová suma Signály EPSP a IPTS k němu přicházejí téměř současně (viz obr. 5). Jimi způsobené změny potenciálového rozdílu v blízkých synaptických oblastech lze také algebraicky shrnout, což se nazývá temporální sumace.

Každý nervový impuls generovaný neuronem, stejně jako období ticha neuronu, tedy obsahuje informace přijaté z mnoha jiných nervových buněk. Obvykle, čím vyšší je frekvence signálů přicházejících do neuronu z jiných buněk, tím častěji generuje odezvové nervové impulsy, které jsou posílány podél axonu do jiných nervových nebo efektorových buněk.

Vzhledem k tomu, že v membráně těla neuronu a dokonce i jeho dendritech jsou sodíkové kanály (i když v malém počtu), může se akční potenciál vznikající na membráně axonového pahorku rozšířit do těla a některé části neuronu. dendrity neuronu. Význam tohoto jevu není dostatečně jasný, ale předpokládá se, že šířící se akční potenciál na okamžik vyhlazuje všechny lokální proudy přítomné na membráně, resetuje potenciály a přispívá k efektivnějšímu vnímání nové informace neuronem.

Molekulární receptory se účastní transformace a integrace signálů přicházejících do neuronu. Jejich stimulace signálními molekulami přitom může vést přes změny stavu iniciovaných iontových kanálů (G-proteiny, druhými mediátory), přeměnu vnímaných signálů na kolísání rozdílu potenciálů neuronové membrány, sumaci a tvorbu neuronová odpověď ve formě generování nervového impulsu nebo jeho inhibice.

Transformace signálů metabotropními molekulárními receptory neuronu je doprovázena jeho odpovědí ve formě kaskády intracelulárních přeměn. Reakcí neuronu v tomto případě může být zrychlení celkového metabolismu, zvýšení tvorby ATP, bez kterého není možné zvýšit jeho funkční aktivitu. Pomocí těchto mechanismů neuron integruje přijaté signály, aby zlepšil efektivitu své vlastní činnosti.

Intracelulární transformace v neuronu, iniciované přijatými signály, často vedou ke zvýšení syntézy proteinových molekul, které plní funkce receptorů, iontových kanálů a přenašečů v neuronu. Zvyšováním jejich počtu se neuron přizpůsobuje povaze příchozích signálů, zvyšuje citlivost na významnější z nich a slábne na méně významné.

Přijetí řady signálů neuronem může být doprovázeno expresí nebo represí určitých genů, například těch, které řídí syntézu neuromodulátorů peptidové povahy. Vzhledem k tomu, že jsou dodávány na axonové terminály neuronu a používají se v nich ke zvýšení nebo oslabení účinku svých neurotransmiterů na jiné neurony, může neuron v reakci na signály, které přijímá, v závislosti na přijatých informacích mít silnější nebo slabší účinek na jiné nervové buňky jím ovládané. Vzhledem k tomu, že modulační účinek neuropeptidů může trvat dlouhou dobu, může dlouho trvat i vliv neuronu na jiné nervové buňky.

Neuron tedy díky schopnosti integrovat různé signály na ně může nenápadně reagovat širokou škálou reakcí, které mu umožňují efektivně se přizpůsobit povaze příchozích signálů a využívat je k regulaci funkcí jiných buněk.

neuronové okruhy

Neurony CNS se vzájemně ovlivňují a v místě kontaktu vytvářejí různé synapse. Výsledné nervové pěny výrazně zvyšují funkčnost nervového systému. Mezi nejčastější neuronové okruhy patří: lokální, hierarchické, konvergentní a divergentní neuronové okruhy s jedním vstupem (obr. 6).

Lokální neuronové okruhy tvořené dvěma nebo více neurony. V tomto případě jeden z neuronů (1) předá svou axonální kolaterálu neuronu (2), čímž vytvoří na svém těle axosomatickou synapsi, a druhý vytvoří axonomickou synapsi na těle prvního neuronu. Lokální mohou sloužit jako pasti, ve kterých jsou nervové impulsy schopny dlouho cirkulovat v kruhu tvořeném několika neurony.

Možnost dlouhodobé cirkulace excitační vlny (nervového impulsu), ke které kdysi došlo v důsledku přenosu, ale prstencové struktury, experimentálně prokázal profesor I.A. Vetokhin při pokusech na nervovém prstenci medúzy.

Kruhová cirkulace nervových impulsů podél místních nervových okruhů plní funkci transformace excitačního rytmu, poskytuje možnost prodloužené excitace po zastavení signálů, které k nim přicházejí, a podílí se na mechanismech ukládání příchozích informací.

Lokální okruhy mohou také plnit funkci brzdění. Příkladem je rekurentní inhibice, která se realizuje v nejjednodušším lokálním nervovém okruhu míchy, tvořeném a-motoneuronem a Renshawovou buňkou.

Rýže. 6. Nejjednodušší nervové okruhy CNS. Popis v textu

V tomto případě se excitace, která vznikla v motorickém neuronu, šíří podél větve axonu, aktivuje Renshawovu buňku, která inhibuje a-motoneuron.

konvergentní řetězce jsou tvořeny více neurony, na jednom z nich (obvykle eferentním) se sbíhají nebo sbíhají axony řady dalších buněk. Takové okruhy jsou široce distribuovány v CNS. Například axony mnoha neuronů v senzorických polích kůry se sbíhají do pyramidálních neuronů primární motorické kůry. Axony tisíců senzorických a interkalárních neuronů různých úrovní CNS se sbíhají na motorické neurony ventrálních rohů míšních. Konvergentní obvody hrají důležitou roli v integraci signálů eferentními neurony a při koordinaci fyziologických procesů.

Divergentní řetězce s jedním vstupem jsou tvořeny neuronem s rozvětveným axonem, jehož každá větev tvoří synapsi s jinou nervovou buňkou. Tyto obvody plní funkce současného přenosu signálů z jednoho neuronu do mnoha dalších neuronů. Toho je dosaženo díky silnému větvení (tvorba několika tisíc větví) axonu. Takové neurony se často nacházejí v jádrech retikulární formace mozkového kmene. Poskytují rychlé zvýšení dráždivosti četných částí mozku a mobilizaci jeho funkčních rezerv.

Téma „Počet neuronů v lidském mozku“ zůstávalo donedávna vyřešené a dostatečně prostudované. Vědci věřili, že mozek má asi 100 miliard buněčných jader, tuto informaci popsalo mnoho vědců. Brazilská neuroložka Susanna Herculano-Houses poskytla důkaz, že jich bylo ve skutečnosti méně.

Nový způsob počítání neuronů

Po poměrně dlouhou dobu se počet neuronů získával obvyklým způsobem krok za krokem:

• vzal malý kousek mozku;
• byla v něm počítána buněčná jádra;
• získaný výsledek se zvýšil úměrně velikosti celého mozku.

Kolik neuronů v lidském mozku Suzanne určila jinou, velmi neobvyklou metodou. Po smrti 4 starších mužů, kteří souhlasili s tím, že jejich orgány budou využívány ve vědě, proměnil brazilský lékař jejich mozky ve „směs“. Věk lidí byl od 50 do 71 let, přičemž jejich smrt nebyla spojena s žádným neuralgickým onemocněním.

Bylo tedy možné spočítat buněčná jádra patřící neuronům, ukázalo se, že jich je 86 miliard. V rozhovoru pro časopis Nature Dr. Herculano-Houses sdílel výsledky analýzy a poukázal na to, že žádný z think-tanků, které zkoumali, nepotvrdil přítomnost takového množství částic jako 100 miliard. Rozdíl 14 miliard je obrovský, pokud víte, že mozek paviána má stejný počet buněk, zatímco gorilí jen 7 miliard.

Toto prohlášení vyvolalo mnoho kontroverzí, protože téměř všechny vědecké články popisující mozkové zrcadlové neurony uvádějí, že jich je 100 miliard.

Suzanne Herculano-Houzel souhlasí s tím, že její metoda brainmix odhalila nové informace, které vyžadují další studium, zatímco vysvětlit, proč je počet neuronů v lidském mozku mnohem menší, než se dříve myslelo, Brazilka nedokázala.

V jedné z vědeckých publikací upozornila na to, že před zahájením experimentu jí trvalo poměrně dlouho, než se smířila s hroznou myšlenkou – mozky se promění ve „směs“. Na tento moment Brazilec se domnívá, že analýza poskytla zcela nová data, takže samotný proces, jakkoli nepříjemný, je jen jednou z vědeckých metod. Metoda výzkumu, kdy dochází k rozdělení mozku na malé částice.

Vliv počtu neuronů na mozkovou aktivitu

Přestože výsledky zkušeností brazilských vědců naznačují, že schopnost lidské mozkové činnosti je mnohem nižší, než se dříve prokázalo, lidé stále zůstávají nejinteligentnějšími jedinci na zemi. To lze snadno potvrdit srovnáním lidí a primátů. Shrneme-li srovnávací charakteristiky, můžeme s přesností říci, že lidé mají více neuronů odpovědných za duševní procesy, a to nám neumožňuje pochybovat o výhodě člověka nad prvenstvím.

Poznámka: Internetový projekt www.vashapechen.ru- zde je výborná dieta při steatóze jater. Doporučujeme vám dnes navštívit tyto stránky a seznámit se s výbornými dietami.

Proč mozek začíná stárnout po 20. roce, je mozek géniů a zločinců jiný, obnovují se nervové buňky, proč u kojenců hromadně umírají?

1. I miminka ztrácejí nervové buňky.
Kolik neuronů (nervových buněk) je v lidském mozku? Máme jich asi 85 miliard. Pro srovnání medúza jich má jen 800, šváb milion a chobotnice 300 milionů.

Mnozí se domnívají, že nervové buňky odumírají až ve stáří, ale většinu z nich ztrácíme v dětství, kdy v hlavě dítěte probíhá proces přirozeného výběru.

Stejně jako v džungli přežívají mezi neurony ty nejúčinnější a nejpřizpůsobenější. Pokud je nervová buňka nečinná bez práce, zapne mechanismus sebezničení.

Celé sítě neuronů v mozku dítěte bojují o existenci. Řeší stejné naléhavé úkoly s různou rychlostí a různou efektivitou, odpovídají na nespočet otázek, jako týmy odborníků ve hře „Co, kde, kdy?“.

Slabé týmy, které prohrají ve spravedlivém boji, jsou vyřazeny a uvolňují místo pro vítěze. Není to špatné ani dobré, je to normální. Takový je drsný, ale nezbytný proces přirozeného výběru v mozku – neurodarwinismus.

2. Neurony – miliardy.
Existuje názor, že každá nervová buňka je nejjednodušším prvkem paměti, jako jeden bit informace v paměti počítače. Jednoduché výpočty ukazují, že v tomto případě by mozková kůra obsahovala pouze 1-2 gigabity nebo ne více než 250 megabajtů paměti, což neodpovídá objemu slov, znalostí, pojmů, obrázků a dalších informací, které vlastníme. . Samozřejmě existuje obrovské množství neuronů, ale rozhodně nebudou stačit na to, aby toto všechno pokryly. Každý neuron je integrátorem a nositelem mnoha paměťových prvků – synapsí.

3. Genialita není závislá na velikosti mozku
Lidský mozek váží přibližně 1200 - 1400 gramů. Einsteinův mozek, například 1230 g, není největší. Mozek slona je téměř čtyřikrát větší, největší mozek vorvaně váží 6800 gramů. Tady nejde o hmotu.

Jaký je rozdíl mezi mozkem génia a obyčejného člověka? Podle přebalu knihy ani podle počtu stran nikdy nepoznáte, zda pochází z pera mistra nebo grafomana. Mimochodem, mezi zločinci narazíte na velmi chytré lidi. Pro vyhodnocení jsou potřeba úplně jiné měrné jednotky, které zatím neexistují. Obecně ale platí, že síla mozku závisí na počtu synaptických kontaktů (mozek se neskládá pouze z neuronů, obsahuje obrovské množství pomocných buněk. Křižují ho velké a malé cévy a čtyři tzv. mozkové komory jsou ukryty ve středu mozku, naplněné mozkomíšním mokem...).

Hlavní intelektuální silou mozku jsou neurony jeho kůry. Důležitá je zejména hustota synaptických kontaktů mezi neurony, nikoli fyzická hmotnost. Rychlost počítače přeci nebudeme určovat hmotností v kilogramech.

Mozek zvířat, a to i vyšších primátů, je podle tohoto ukazatele výrazně menší než ten lidský. Se zvířaty prohráváme v rychlosti běhu, v síle a vytrvalosti, ve schopnosti lézt po stromech... Vlastně ve všem kromě mysli.

Myšlení, vědomí - to je to, co odlišuje člověka od zvířat. Pak vyvstává otázka: proč by si člověk nemohl pořídit ještě prostornější mozek?

Limitujícím faktorem je samotná anatomie člověka. Velikost našeho mozku je koneckonců dána velikostí porodní cestažena, která nemůže porodit dítě s příliš velkou hlavou. V jistém smyslu jsme vězni své vlastní struktury. A v tomto smyslu se člověk nemůže stát výrazně chytřejším, pokud se jednoho dne nezmění sám sebe.

4. Mnoho nemocí lze léčit zavedením nových genů do nervových buněk.
Genetika je neuvěřitelně úspěšná věda. Naučili jsme se geny nejen zkoumat, ale také vytvářet nové, přeprogramovávat je. Zatím se jedná pouze o pokusy na zvířatech a jsou více než úspěšné. Blíží se doba, kdy lze řadu nemocí vyléčit zavedením nových nebo upravených genů do buněk. Provádějí se experimenty na lidech? Tajné laboratoře existují pouze ve sci-fi filmech. Takové vědecké manipulace jsou proveditelné pouze ve velkých vědeckých centrech a vyžadují velké úsilí. Obavy z neoprávněného hacknutí lidského genomu jsou dnes neopodstatněné.

5. Využívá člověk jen zlomek schopností svého mozku? Je to mýtus.
Z nějakého důvodu se mnoho lidí domnívá, že člověk využívá jen malou část schopností svého mozku (řekněme 10, 20 a tak dále procent). Těžko říct, kde se tento podivný mýtus vzal. Neměl bys v něj věřit. Experimenty ukazují, že nervové buňky, které se nepodílejí na práci mozku, odumírají.

Příroda je racionální a hospodárná. Nic se v něm neodkládá, pro každý případ, v záloze. Je nerentabilní a pro živé bytosti jednoduše škodlivé držet v mozku „povaleče“. Nemáme buňky navíc.

6. Nervové buňky jsou obnoveny.
Před pár lety, ve věku 83 let, zemřel velmi slavný pacient, Američan Henry Mollison. Ještě v jeho mládí lékaři, aby mu zachránili život, zcela odstranili z mozku hipokampus (z řečtiny - mořský koník), který byl zdrojem epilepsie. Výsledek byl vážný a nečekaný. Pacient ztratil schopnost pamatovat si cokoli. Zůstal úplně normálním člověkem, uměl dál konverzovat. Ale jakmile jste vyšli ze dveří jen na pár minut, a on vás úplně vnímal cizinec. Každé ráno se po celá desetiletí musel Mollison znovu učit svět v té jeho části, čím se svět stal po operaci (pacient si pamatoval vše, co operaci předcházelo). Náhodou se tedy zjistilo, že za utváření nové paměti je zodpovědný hipokampus. V hippocampu dochází k obnově nervových buněk (neurogenezi) poměrně intenzivně. Ale význam neurogeneze by se neměl přeceňovat, její přínos je stále malý.

Není to tak, že by si tělo zlomyslně chtělo ublížit. Centrální nervový systém je jako složitá síť vláken, jako propletená koule drátů. Pro tělo by nebylo těžké vytvořit novou nervovou buňku. Samotná síť se však již dávno vytvořila. Jak se do něj může integrovat nová buňka, aby nevytvářela interferenci? To by se dalo udělat, kdyby v mozku byl inženýr, který by spleti „drátů“ rozuměl. Bohužel taková poloha v mozku není poskytována. Obnova mozkových buněk jako náhrada za ztracené je proto obtížná. Trochu pomáhá vrstvená struktura kůry, pomáhá novým buňkám zapadnout na správné místo. Díky tomu stále existuje malá obnova nervových buněk.

7. Jak jedna část mozku zachraňuje druhou
Ischemická mozková příhoda je závažné onemocnění. Je spojena s ucpáním krevních cév, které zásobují krví. extrémně citlivý na nedostatek kyslíku a rychle odumírá kolem ucpané nádoby. Pokud se postižená oblast nenachází v některém z životně důležitých center, člověk přežije, ale může částečně ztratit pohyblivost nebo řeč. Nicméně přes dlouho(někdy - měsíce, roky), ztracená funkce je částečně obnovena. Pokud už žádné neurony nejsou, proč se to děje? Je známo, že mozková kůra má symetrickou strukturu. Všechny jeho struktury jsou rozděleny na dvě poloviny, levou a pravou, ale ovlivněna je pouze jedna z nich. Postupem času si můžete všimnout pomalého klíčení neuronálních procesů od zachované struktury k postižené. Výhonky zázračně najdou správnou cestu a částečně kompenzují vzniklý nedostatek. Přesné mechanismy tohoto procesu zůstávají neznámé. Pokud se naučíme řídit proces obnovy, regulovat ho, pomůže to nejen při léčbě mozkových příhod, ale také odhalí jednu z největších záhad mozku.

8. Jednou vyhrál právo
Mozková kůra, jak všichni víme, se skládá ze dvou hemisfér. Nejsou symetrické. Zpravidla je důležitější levice. Mozek je navržen tak, že pravá strana ovládá levou stranu těla a naopak. Proto u většiny lidí dominuje pravá ruka ovládaná levou hemisférou. Mezi oběma hemisférami existuje jakási dělba práce. Levice je zodpovědná za myšlení, vědomí a řeč. Je to ten, kdo logicky myslí a provádí matematické operace. Řeč není jen komunikační nástroj, nejen způsob, jak sdělit myšlenku. Abychom porozuměli jevu nebo předmětu, musíme jej bezpodmínečně pojmenovat. Například tím, že třídu označíme abstraktním pojmem „9a“, ušetříme si pokaždé seznam všech studentů. Abstraktní myšlení je charakteristické pro člověka, a to jen v malé míře - pro některá zvířata. Neuvěřitelně zrychluje a posiluje myšlení, takže řeč a myšlení jsou v jistém smyslu velmi blízké pojmy.

Pravá hemisféra je zodpovědná za rozpoznávání vzorů, emoční vnímání. Skoro to neumí mluvit. Jak se to pozná? Pomohla epilepsie. Obvykle se nemoc uhnízdí pouze na jedné polokouli, ale může se rozšířit i na druhou. V 60. letech minulého století se lékaři zamýšleli nad tím, zda je možné přerušit spojení mezi oběma hemisférami a zachránit tak pacientovi život. Bylo provedeno několik takových operací. Když se u pacientů přeruší přirozené spojení levé a pravé hemisféry, má výzkumník také možnost „mluvit“ s každým z nich zvlášť. Bylo zjištěno, že pravá hemisféra má velmi omezenou slovní zásobu. Lze to vyjádřit jednoduchými frázemi, ale abstraktní myšlení není dostupné pravé hemisféře. Vkus a názory na život v obou hemisférách se mohou velmi lišit a dokonce se mohou dostat do zjevných rozporů.

Zvířata nemají centra řeči, proto u nich nebyla odhalena žádná zjevná asymetrie hemisfér.

Existuje hypotéza, že před několika tisíci lety byly hemisféry lidského mozku zcela rovnocenné. Psychologové se domnívají, že „hlasy“ tak často zmiňované ve starověkých pramenech nebyly ničím jiným než hlasem pravé hemisféry, a nikoli metaforou nebo uměleckým zařízením.

Jak se stalo, že začala dominovat levá hemisféra? S rozvojem myšlení a řeči byla jedna z hemisfér prostě nucena „vyhrát“ a druhá „povolit“, protože dvojí síla v jedné osobnosti je iracionální. Z nějakého důvodu šlo vítězství na levou hemisféru, ale často jsou lidé, kteří naopak dominují.

9. Pravá hemisféra má slovní zásobu dítěte, ale fantazie je chladnější
Nejdůležitější funkcí pravé hemisféry je vnímání vizuálních obrazů. Představte si obraz visící na zdi. Nyní to v duchu nakreslíme do čtverců a začneme je postupně náhodně malovat. Podrobnosti obrázku začnou mizet, ale bude trvat poměrně dlouho, než přestaneme chápat, co přesně je na obrázku vyobrazeno.

Naše vědomí má úžasnou schopnost znovu vytvořit obraz v oddělených fragmentech.

Navíc jsme svědky dynamického, mobilního světa, téměř jako ve filmu. Film k nám není přitahován v podobě jednotlivých po sobě jdoucích snímků, ale je vnímán v neustálém pohybu.

Další úžasnou schopností, kterou jsme obdařeni, je schopnost vidět svět ve třech rozměrech. Úplně plochý obrázek vůbec nepůsobí plochý.

Pouze se silou představivosti dodává pravá hemisféra našeho mozku obrazu hloubku.

10. Mozek začíná „stárnout“ po 20 letech.
Hlavním úkolem mozku je asimilovat celoživotní zkušenosti. Na rozdíl od dědičných vlastností, které zůstávají po celý život neměnné, je mozek schopen se učit a pamatovat si. Není však bezrozměrný a v určitém okamžiku se může jednoduše přetečit, takže v paměti už nebude žádné volné místo. V tomto případě mozek začne mazat staré "soubory". Ale to je plné vážného nebezpečí, že něco důležitého bude vymazáno kvůli nějakému nesmyslu. Aby se tomu zabránilo, evoluce našla zvláštní cestu ven.

Do 18-20 let mozek aktivně a bez rozdílu vstřebává jakékoli informace. Po úspěšném dožití těchto let, které byly v minulosti považovány za úctyhodný věk, mozek postupně mění strategii od zapamatování k uchování naučeného, ​​aby nasbírané znalosti nevystavoval nebezpečí náhodného vymazání. Tento proces probíhá pomalu a systematicky po celý život každého z nás. Mozek se stává stále konzervativnějším. Proto je pro něj v průběhu let stále obtížnější učit se novým věcem, ale nabyté znalosti jsou bezpečně zafixovány.

Tento proces není nemoc, je obtížné a dokonce téměř nemožné s ním bojovat. A to je další argument ve prospěch toho, jak důležité je studovat v mladém věku, kdy je studium snadné. Dobrá zpráva je ale i pro starší lidi. Ne všechny vlastnosti mozku v průběhu let oslabují. Slovní zásoba, množství abstraktních obrazů, schopnost racionálně a rozumně uvažovat se neztrácejí a dokonce stále rostou.

Tam, kde se mladá, nezkušená mysl zamotá zkoušením různých možností, starší mozek rychle najde efektivní řešení díky lepší strategii myšlení. Mimochodem, čím je člověk vzdělanější, čím více trénuje svůj mozek, tím menší je pravděpodobnost onemocnění mozku.

11. Mozku nelze ublížit.
Mozek postrádá jakákoli citlivá nervová zakončení, takže není ani horký, ani studený, ani lechtivý, ani bolestivý. Je to pochopitelné, vzhledem k tomu, že je lépe než jakýkoli jiný orgán chráněný před vlivy vnějšího prostředí: není snadné se k němu dostat. Mozek každou sekundu dostává přesné a různorodé informace o stavu nejvzdálenějších koutů svého těla, ví o jakýchkoli potřebách a je oprávněn je uspokojit nebo je odložit na později. Ale mozek se v žádném případě necítí: když nás bolí hlava, je to jen signál z receptorů bolesti mozkových blan.

12. Zdravé jídlo pro mozek
Stejně jako všechny tělesné orgány potřebuje mozek zdroje energie a stavebních materiálů. Někdy se říká, že mozek se živí výhradně glukózou. Mozek skutečně spotřebuje asi 20 % veškeré glukózy, ale ten, jako každý jiný orgán, potřebuje celý komplex živin. Celé bílkoviny se do mozku nikdy nedostanou, předtím se rozloží na jednotlivé aminokyseliny. Totéž platí pro komplexní lipidy, které jsou předtím tráveny mastné kyseliny jako omega 3 nebo omega 6. Některé vitamíny, jako je C, vstupují do mozku samy, a jako B6 nebo B12 jsou přenášeny dirigenty.

Měli byste být opatrní při konzumaci potravin bohatých na zinek, jako jsou ústřice, arašídy, semínka melounu. Existuje hypotéza, že se zinek hromadí v mozku a časem může vést k rozvoji Alzheimerovy choroby.

Lidský mozek má jednu úžasnou vlastnost: je schopen produkovat nové buňky. Existuje názor, že zásoba mozkových buněk je neomezená, ale toto tvrzení je daleko od pravdy. Jejich intenzivní produkce přirozeně klesá raná období vývoj těla, s věkem se tento proces zpomaluje, ale nezastavuje. To ale bohužel kompenzuje jen nepodstatnou část buněk nevědomě zabitých člověkem v důsledku na první pohled neškodných návyků.

1. Spánková deprivace

Vědcům se zatím nepodařilo vyvrátit jejich teorii plného spánku, která trvá na 7-9 hodinách spánku. Právě toto trvání nočního procesu umožňuje mozku plně vykonávat svou práci a produktivně projít všemi „ospalými“ fázemi. V opačném případě, jak ukazují studie provedené na hlodavcích, zemře 25 % mozkových buněk, které jsou zodpovědné za fyziologickou reakci na úzkost a stres. Vědci se domnívají, že podobný mechanismus buněčné smrti v důsledku nedostatku spánku funguje i u lidí, jde však zatím pouze o domněnky, které bude podle jejich názoru možné v blízké budoucnosti otestovat.

2. Kouření

Srdeční onemocnění, mrtvice, chronická bronchitida, emfyzém, rakovina - to není úplný seznam negativních důsledků způsobených závislostí na cigaretách. Studie Francouzského institutu pro zdraví a lékařský výzkum z roku 2002 nenechala nikoho na pochybách, že kouření zabíjí mozkové buňky. A přestože experimenty byly dosud prováděny na krysách, vědci jsou si zcela jisti, že tento zlozvyk ovlivňuje lidské mozkové buňky stejným způsobem. Potvrdila to studie indických vědců, v jejímž důsledku se vědcům podařilo v cigaretách objevit sloučeninu nebezpečnou pro lidský organismus, zvanou nitrosoamin keton odvozený od nikotinu. HNK urychluje reakce bílých krvinek v mozku, což způsobuje, že napadají zdravé mozkové buňky.

3. Dehydratace

Není žádným tajemstvím, že lidské tělo obsahuje hodně vody a mozek není výjimkou. Jeho neustálé doplňování je nezbytné jak pro tělo jako celek, tak pro mozek zvláště. Jinak se aktivují procesy, které narušují chod celých systémů a zabíjejí mozkové buňky. Zpravidla se to nejčastěji děje po požití alkoholu, který potlačuje práci hormonu vasopresinu, který je zodpovědný za zadržování vody v těle. Kromě toho může dojít k dehydrataci v důsledku dlouhodobého vystavení tělu. vysoká teplota(například vystavení otevřenému slunci nebo v dusné místnosti). Ale výsledek, stejně jako v případě silných nápojů, může mít katastrofální výsledek - zničení mozkových buněk. To má za následek poruchy v nervovém systému a ovlivňuje intelektuální schopnosti člověka.

4. Stres

Stres je považován za docela užitečnou reakci těla, která se aktivuje v důsledku výskytu jakékoli možné hrozby. Hlavními obránci jsou hormony nadledvin (kortizol, adrenalin a norepinefrin), které uvádějí tělo do plné pohotovosti a tím zajišťují jeho bezpečnost. Nadměrné množství těchto hormonů (například v situaci chronického stresu), zejména kortizolu, však může způsobit smrt mozkových buněk a rozvoj hrozných onemocnění v důsledku oslabené imunity. Zničení mozkových buněk může vést k rozvoji duševních chorob (schizofrenie) a oslabený imunitní systém je zpravidla doprovázen rozvojem závažných onemocnění, z nichž nejčastější jsou kardiovaskulární onemocnění, rakovina a cukrovka.

5. Drogy

Drogy jsou specifické chemikálie, které ničí mozkové buňky a narušují v nich komunikační systémy. V důsledku působení omamných látek se aktivují receptory vyvolávající produkci abnormálních signálů vyvolávajících halucinogenní projevy. K tomuto procesu dochází v důsledku silného zvýšení hladiny určitých hormonů, které ovlivňují tělo dvěma způsoby. Na jedné straně velké množství například dopaminu přispívá k efektu euforie, ale na druhé straně poškozuje neurony odpovědné za regulaci nálady. Čím více jsou takové neurony poškozeny, tím obtížnější je dosáhnout stavu „blaženosti“. Tělo tedy vyžaduje stále větší dávku omamných látek a zároveň vzniká závislost.

nervové tkáně- hlavní stavební prvek nervové soustavy. V složení nervové tkáně obsahuje vysoce specializované nervové buňky - neurony, a neurogliové buňky vykonávající podpůrné, sekreční a ochranné funkce.

Neuron je základní stavební a funkční jednotkou nervové tkáně. Tyto buňky jsou schopny přijímat, zpracovávat, kódovat, přenášet a ukládat informace, navazovat kontakty s jinými buňkami. Jedinečné vlastnosti neuronu jsou schopnost generovat bioelektrické výboje (impulzy) a přenášet informace prostřednictvím procesů z jedné buňky do druhé pomocí specializovaných zakončení -.

Výkon funkcí neuronu je usnadněn syntézou látek-přenašečů - neurotransmiterů v jeho axoplazmě: acetylcholinu, katecholaminů atd.

Počet mozkových neuronů se blíží 1011. Jeden neuron může mít až 10 000 synapsí. Pokud jsou tyto prvky považovány za buňky pro ukládání informací, pak můžeme dojít k závěru, že nervový systém může uložit 10 19 jednotek. informace, tzn. schopný obsáhnout téměř všechny znalosti nashromážděné lidstvem. Představa, že si lidský mozek pamatuje vše, co se v těle děje a kdy komunikuje s okolím, je proto vcelku rozumná. Mozek však nedokáže vytěžit ze všech informací, které jsou v něm uloženy.

Určité typy nervové organizace jsou charakteristické pro různé mozkové struktury. Neurony, které regulují jedinou funkci, tvoří tzv. skupiny, soubory, sloupce, jádra.

Neurony se liší strukturou a funkcí.

Podle struktury(v závislosti na počtu procesů vybíhajících z těla buňky) rozlišit jednopolární(s jedním procesem), bipolární (se dvěma procesy) a multipolární(s mnoha procesy) neurony.

Podle funkčních vlastností přidělit aferentní(nebo dostředivý) neurony, které přenášejí excitaci z receptorů v, eferentní, motor, motorické neurony(nebo odstředivé), přenášející vzruch z centrálního nervového systému do inervovaného orgánu a interkalární, Kontakt nebo středně pokročilí neurony spojující aferentní a eferentní neurony.

Aferentní neurony jsou unipolární, jejich těla leží v míšních gangliích. Proces vycházející z těla buňky je rozdělen do dvou větví ve tvaru T, z nichž jedna jde do centrálního nervového systému a plní funkci axonu a druhá se blíží k receptorům a je dlouhým dendritem.

Většina eferentních a interkalárních neuronů je multipolární (obr. 1). Multipolární interkalární neurony se nacházejí ve velkém počtu v zadních rozích a nacházejí se také ve všech ostatních částech centrálního nervového systému. Mohou být také bipolární, jako jsou retinální neurony, které mají krátký větvený dendrit a dlouhý axon. Motorické neurony se nacházejí hlavně v předních rozích míšních.

Rýže. 1. Stavba nervové buňky:

1 - mikrotubuly; 2 - dlouhý proces nervové buňky (axonu); 3 - endoplazmatické retikulum; 4 - jádro; 5 - neuroplazma; 6 - dendrity; 7 - mitochondrie; 8 - jadérko; 9 - myelinová pochva; 10 - zachycení Ranviera; 11 - konec axonu

neuroglie

neuroglie, nebo glia, - soubor buněčných elementů nervové tkáně, tvořený specializovanými buňkami různých tvarů.

Objevil ji R. Virchow a pojmenoval ji neuroglia, což znamená "nervové lepidlo". Neurogliové buňky vyplňují prostor mezi neurony a představují 40 % objemu mozku. Gliové buňky jsou 3-4krát menší než nervové buňky; jejich počet v CNS savců dosahuje 140 mld. S věkem ubývá neuronů v lidském mozku a zvyšuje se počet gliových buněk.

Bylo zjištěno, že neuroglie souvisí s metabolismem v nervové tkáni. Některé neurogliové buňky vylučují látky, které ovlivňují stav dráždivosti neuronů. Je třeba poznamenat, že sekrece těchto buněk se mění v různých duševních stavech. Dlouhodobé stopové procesy v CNS jsou spojeny s funkčním stavem neuroglie.

Typy gliových buněk

Podle povahy struktury gliových buněk a jejich umístění v CNS rozlišují:

• astrocyty (astroglie);
• oligodendrocyty (oligodendroglia);
• mikrogliové buňky (mikroglie);
• Schwannovy buňky.

Gliové buňky plní podpůrné a ochranné funkce pro neurony. Jsou zahrnuty ve struktuře. Astrocyty jsou nejpočetnější gliové buňky, které vyplňují prostory mezi neurony a pokrývají. Zabraňují šíření neurotransmiterů difundujících ze synaptické štěrbiny do CNS. Astrocyty mají receptory pro neurotransmitery, jejichž aktivace může způsobit kolísání rozdílu membránového potenciálu a změny v metabolismu astrocytů.

Astrocyty těsně obklopují kapiláry krevních cév mozku, které se nacházejí mezi nimi a neurony. Na tomto základě se předpokládá, že astrocyty hrají důležitou roli v metabolismu neuronů, regulací kapilární permeability pro určité látky.

Jednou z důležitých funkcí astrocytů je jejich schopnost absorbovat přebytečné ionty K+, které se mohou při vysoké neuronální aktivitě hromadit v mezibuněčném prostoru. V oblastech těsného uložení astrocytů se tvoří kanály Gap junction, kterými si astrocyty mohou vyměňovat různé malé ionty a zejména ionty K+, což zvyšuje jejich schopnost absorbovat ionty K+ Nekontrolované hromadění iontů K+ v interneuronálním prostoru by vedlo ke zvýšení excitability neuronů. Astrocyty, absorbující přebytek K+ iontů z intersticiální tekutiny, tedy zabraňují zvýšení dráždivosti neuronů a tvorbě ložisek zvýšené neuronální aktivity. Vzhled takových ložisek v lidském mozku může být doprovázen skutečností, že jejich neurony generují řadu nervových impulsů, které se nazývají konvulzivní výboje.

Astrocyty se podílejí na odstraňování a destrukci neurotransmiterů vstupujících do extrasynaptických prostor. Zabraňují tak hromadění neurotransmiterů v interneuronálních prostorech, což by mohlo vést k dysfunkci mozku.

Neurony a astrocyty jsou odděleny mezibuněčnými mezerami o velikosti 15–20 µm, které se nazývají intersticiální prostor. Intersticiální prostory zabírají až 12–14 % objemu mozku. Důležitou vlastností astrocytů je jejich schopnost absorbovat CO2 z extracelulární tekutiny těchto prostorů, a tím udržovat stabilní pH mozku.

Astrocyty se podílejí na tvorbě rozhraní mezi nervovou tkání a mozkovými cévami, nervovou tkání a mozkovými membránami v procesu růstu a vývoje nervové tkáně.

Oligodendrocyty charakterizované přítomností malého počtu krátkých procesů. Jednou z jejich hlavních funkcí je tvorba myelinové pochvy nervových vláken v CNS. Tyto buňky se také nacházejí v těsné blízkosti těl neuronů, ale funkční význam této skutečnosti není znám.

mikrogliové buňky tvoří 5-20 % z celkového počtu gliových buněk a jsou rozptýleny po celém CNS. Bylo zjištěno, že antigeny jejich povrchu jsou shodné s antigeny krevních monocytů. To svědčí o jejich původu z mezodermu, průniku do nervové tkáně během embryonálního vývoje a následné přeměně v morfologicky rozpoznatelné mikrogliální buňky. V tomto ohledu se obecně uznává, že nejdůležitější funkcí mikroglie je ochrana mozku. Bylo prokázáno, že při poškození nervové tkáně se zvyšuje počet fagocytujících buněk díky krevním makrofágům a aktivaci fagocytárních vlastností mikroglií. Odstraňují odumřelé neurony, gliové buňky a jejich strukturní prvky, fagocytují cizí částice.

Schwannovy buňky tvoří myelinovou pochvu periferních nervových vláken mimo CNS. Membrána této buňky se opakovaně obtáčí a tloušťka vzniklého myelinového obalu může přesahovat průměr nervového vlákna. Délka myelinizovaných úseků nervového vlákna je 1-3 mm. V intervalech mezi nimi (zásahy Ranviera) zůstává nervové vlákno pokryto pouze povrchovou membránou, která má dráždivost.

Jednou z nejdůležitějších vlastností myelinu je jeho vysoká odolnost vůči elektrickému proudu. Je to dáno vysokým obsahem sfingomyelinu a dalších fosfolipidů v myelinu, které mu dodávají proudově izolační vlastnosti. V oblastech nervového vlákna pokrytých myelinem je proces generování nervových impulsů nemožný. Nervové impulsy jsou generovány pouze na Ranvierově záchytné membráně, která poskytuje vyšší rychlost vedení nervových impulsů v myelinizovaných nervových vláknech ve srovnání s nemyelinizovanými.

Je známo, že struktura myelinu může být snadno narušena při infekčním, ischemickém, traumatickém, toxickém poškození nervového systému. Současně se rozvíjí proces demyelinizace nervových vláken. Zvláště často se demyelinizace vyvíjí u roztroušené sklerózy. V důsledku demyelinizace se snižuje rychlost vedení nervových vzruchů po nervových vláknech, snižuje se rychlost dodávání informací do mozku z receptorů a z neuronů do výkonných orgánů. To může vést k poruše smyslové citlivosti, poruchám hybnosti, regulace vnitřních orgánů a dalším vážným následkům.

Struktura a funkce neuronů

Neuron(nervová buňka) je stavební a funkční jednotka.

Anatomická stavba a vlastnosti neuronu zajišťují jeho realizaci hlavní funkce: realizace metabolismu, získávání energie, vnímání různých signálů a jejich zpracování, tvorba nebo účast na odpovědích, generování a vedení nervových vzruchů, spojování neuronů do nervových okruhů, které zajišťují jak nejjednodušší reflexní reakce, tak vyšší integrační funkce mozku.

Neurony se skládají z těla nervové buňky a výběžků - axonu a dendritů.

Rýže. 2. Struktura neuronu

tělo nervové buňky

Tělo (perikaryon, soma) Neuron a jeho procesy jsou pokryty neuronální membránou. Membrána buněčného těla se liší od membrány axonu a dendritů obsahem různých receptorů, přítomností na něm.

Tělo neuronu obsahuje neuroplazmu a jádro od ní oddělené membránami, hrubé a hladké endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát a mitochondrie. Chromozomy jádra neuronů obsahují soubor genů kódujících syntézu proteinů nezbytných pro tvorbu struktury a realizaci funkcí těla neuronu, jeho procesů a synapsí. Jsou to proteiny, které plní funkce enzymů, přenašečů, iontových kanálů, receptorů atd. Některé proteiny plní funkce v neuroplazmě, zatímco jiné jsou zabudovány do membrán organel, soma a neuronových procesů. Některé z nich, například enzymy nezbytné pro syntézu neurotransmiterů, jsou dopraveny na axonový terminál axonálním transportem. V buněčném těle se syntetizují peptidy, které jsou nezbytné pro životně důležitou aktivitu axonů a dendritů (například růstových faktorů). Proto, když je tělo neuronu poškozeno, jeho procesy degenerují a kolabují. Pokud je tělo neuronu zachováno, ale proces je poškozen, pak dochází k jeho pomalé obnově (regeneraci) a obnově inervace denervovaných svalů či orgánů.

Místem syntézy proteinů v tělech neuronů je hrubé endoplazmatické retikulum (tigroidní granula nebo tělíska Nissl) nebo volné ribozomy. Jejich obsah v neuronech je vyšší než v gliových nebo jiných buňkách těla. V hladkém endoplazmatickém retikulu a Golgiho aparátu získávají proteiny svou charakteristickou prostorovou konformaci, jsou tříděny a posílány do transportních proudů do struktur buněčného těla, dendritů nebo axonu.

V četných mitochondriích neuronů se v důsledku oxidativních fosforylačních procesů tvoří ATP, jehož energie se využívá k udržení vitální aktivity neuronu, provozu iontových pump a udržení asymetrie koncentrací iontů na obou stranách neuronu. membrána. Neuron je následně neustále připraven nejen vnímat různé signály, ale také na ně reagovat – generování nervových vzruchů a jejich využití k řízení funkcí jiných buněk.

Na mechanismech vnímání různých signálů neurony se podílejí molekulární receptory membrány buněčného těla, senzorické receptory tvořené dendrity a citlivé buňky epiteliálního původu. Signály z jiných nervových buněk mohou dosáhnout neuronu prostřednictvím četných synapsí vytvořených na dendritech nebo na gelu neuronu.

Dendrity nervové buňky

Dendrity neurony tvoří dendritický strom, jehož povaha větvení a velikost závisí na počtu synaptických kontaktů s jinými neurony (obr. 3). Na dendritech neuronu jsou tisíce synapsí tvořených axony nebo dendrity jiných neuronů.

Rýže. 3. Synaptické kontakty interneuronu. Šipky vlevo ukazují tok aferentních signálů do dendritů a těla interneuronu, vpravo - směr šíření eferentních signálů interneuronu k dalším neuronům

Synapse mohou být heterogenní jak ve funkci (inhibiční, excitační), tak v typu použitého neurotransmiteru. Dendritická membrána zapojená do tvorby synapsí je jejich postsynaptická membrána, která obsahuje receptory (ligand-dependentní iontové kanály) pro neurotransmiter používaný v této synapsi.

Excitační (glutamátergní) synapse se nacházejí především na povrchu dendritů, kde jsou vyvýšeniny, neboli výrůstky (1-2 mikrony), tzv. páteře. V membráně trnů jsou kanály, jejichž propustnost závisí na rozdílu transmembránového potenciálu. V cytoplazmě dendritů v oblasti trnů byli nalezeni sekundární poslové transdukce intracelulárního signálu a také ribozomy, na kterých je syntetizován protein v reakci na synaptické signály. Přesná role trnů zůstává neznámá, ale je jasné, že zvětšují povrchovou plochu dendritického stromu pro tvorbu synapsí. Páteře jsou také neuronové struktury pro příjem vstupních signálů a jejich zpracování. Dendrity a trny zajišťují přenos informací z periferie do těla neuronu. Dendritická membrána je při sečení polarizována v důsledku asymetrické distribuce minerálních iontů, provozu iontových čerpadel a přítomnosti iontových kanálů v ní. Tyto vlastnosti jsou základem přenosu informací přes membránu ve formě místních kruhových proudů (elektrotonicky), které se vyskytují mezi postsynaptickými membránami a oblastmi dendritické membrány, které k nim přiléhají.

Místní proudy během jejich šíření podél dendritové membrány zeslabují, ale ukázalo se, že jsou dostatečně velké pro přenos signálů na membránu těla neuronu, které dorazily přes synaptické vstupy do dendritů. V dendritické membráně nebyly dosud nalezeny žádné napěťově řízené sodíkové a draslíkové kanály. Nemá vzrušivost a schopnost vytvářet akční potenciály. Je však známo, že akční potenciál vznikající na membráně axonového pahorku se může šířit podél ní. Mechanismus tohoto jevu není znám.

Předpokládá se, že dendrity a trny jsou součástí nervových struktur zapojených do paměťových mechanismů. Počet trnů je zvláště vysoký v dendritech neuronů v kůře mozečku, bazálních gangliích a kůře mozkové. Plocha dendritického stromu a počet synapsí jsou v některých oblastech mozkové kůry starších lidí sníženy.

neuronový axon

axon - větev nervové buňky, která se nenachází v jiných buňkách. Na rozdíl od dendritů, jejichž počet je u neuronu odlišný, je axon všech neuronů stejný. Jeho délka může dosahovat až 1,5 m. Ve výstupním bodě axonu z těla neuronu dochází ke ztluštění - axonovému valu, pokrytému plazmatickou membránou, která je brzy pokryta myelinem. Oblast axonového pahorku, která není pokryta myelinem, se nazývá počáteční segment. Axony neuronů až po jejich koncové větve jsou pokryty myelinovou pochvou, přerušovanou záchyty Ranvier - mikroskopické nemyelinizované oblasti (asi 1 mikron).

V celém axonu (myelinizované a nemyelinizované vlákno) je pokryta dvouvrstvá fosfolipidová membrána s molekulami proteinů v ní uloženými, které plní funkce transportu iontů, napěťově řízených iontových kanálů atd. Proteiny jsou v membráně nemyelinizovaného nervu distribuovány rovnoměrně vlákna a nacházejí se v membráně myelinizovaného nervového vlákna převážně v Ranvierových úsecích. Protože v axoplazmě není žádné hrubé retikulum a ribozomy, je zřejmé, že tyto proteiny jsou syntetizovány v těle neuronu a dodávány do axonové membrány prostřednictvím axonálního transportu.

Vlastnosti membrány pokrývající tělo a axon neuronu, jsou rozdílní. Tento rozdíl se týká především propustnosti membrány pro minerální ionty a je způsoben obsahem různých typů. Pokud v membráně těla a dendritech neuronu převažuje obsah ligand-dependentních iontových kanálů (včetně postsynaptických membrán), pak je v axonové membráně, zejména v oblasti Ranvierových uzlů, vysoká hustota napětí -dependentní sodíkové a draslíkové kanály.

Membrána počátečního segmentu axonu má nejnižší hodnotu polarizace (asi 30 mV). V oblastech axonu vzdálenějších od těla buňky je hodnota transmembránového potenciálu asi 70 mV. Nízká hodnota polarizace membrány počátečního segmentu axonu určuje, že v této oblasti má membrána neuronu největší excitabilitu. Právě zde se postsynaptické potenciály, které vznikly na membráně dendritů a v těle buňky v důsledku transformace informačních signálů přijatých neuronem v synapsích, šíří podél membrány těla neuronu pomocí lokálních kruhové elektrické proudy. Pokud tyto proudy způsobí depolarizaci membrány axonového pahorku na kritickou úroveň (E k), pak neuron bude reagovat na signály z jiných nervových buněk, které k němu přicházejí, generováním vlastního akčního potenciálu (nervového impulsu). Výsledný nervový impuls je pak přenášen podél axonu do dalších nervových, svalových nebo žlázových buněk.

Na membráně iniciálního segmentu axonu jsou trny, na kterých se tvoří GABAergní inhibiční synapse. Příchod signálů podél těchto linií z jiných neuronů může zabránit generování nervového impulsu.

Klasifikace a typy neuronů

Klasifikace neuronů se provádí jak podle morfologických, tak podle funkčních znaků.

Podle počtu procesů se rozlišují multipolární, bipolární a pseudounipolární neurony.

Podle charakteru spojení s jinými buňkami a vykonávané funkce se rozlišují dotyk, plug-in a motor neurony. Dotek neurony se také nazývají aferentní neurony a jejich procesy jsou dostředivé. Neurony, které vykonávají funkci přenosu signálů mezi nervovými buňkami, se nazývají interkalární, nebo asociativní. Neurony, jejichž axony tvoří synapse na efektorových buňkách (svalové, žlázové), se označují jako motor, nebo eferentní, jejich axony se nazývají odstředivé.

Aferentní (smyslové) neurony vnímat informace smyslovými receptory, přeměňovat je na nervové vzruchy a vést je do mozku a míchy. Těla senzorických neuronů se nacházejí v míšním a kraniálním. Jedná se o pseudounipolární neurony, jejichž axon a dendrit společně odcházejí z těla neuronu a poté se oddělují. Dendrit sleduje periferii k orgánům a tkáním jako součást smyslových nebo smíšených nervů a axon jako součást zadních kořenů vstupuje do dorzálních rohů míchy nebo jako součást hlavových nervů do mozku.

Vložení, nebo asociativní, neurony vykonávají funkce zpracování příchozích informací a zejména zajišťují uzavření reflexních oblouků. Těla těchto neuronů se nacházejí v mozku a míše.

Eferentní neurony plní také funkci zpracování přijatých informací a přenosu eferentních nervových impulsů z mozku a míchy do buněk výkonných (efektorových) orgánů.

Integrační aktivita neuronu

Každý neuron přijímá obrovské množství signálů prostřednictvím četných synapsí umístěných na jeho dendritech a těle, stejně jako prostřednictvím molekulárních receptorů v plazmatických membránách, cytoplazmě a jádře. V signalizaci se používá mnoho různých typů neurotransmiterů, neuromodulátorů a dalších signálních molekul. Je zřejmé, že k vytvoření odpovědi na současný příjem více signálů musí být neuron schopen je integrovat.

Do konceptu je zahrnut soubor procesů, které zajišťují zpracování příchozích signálů a vytvoření neuronové odpovědi na ně. integrační aktivita neuronu.

Vnímání a zpracování signálů přicházejících do neuronu se provádí za účasti dendritů, těla buňky a axonového hrbolku neuronu (obr. 4).

Rýže. 4. Integrace signálů neuronem.

Jednou z možností jejich zpracování a integrace (sumace) je transformace v synapsích a sumace postsynaptických potenciálů na membráně těla a procesů neuronu. Vnímané signály se v synapsích převádějí na kolísání rozdílu potenciálů postsynaptické membrány (postsynaptické potenciály). V závislosti na typu synapse lze přijímaný signál převést na malou (0,5-1,0 mV) depolarizační změnu rozdílu potenciálů (EPSP - synapse jsou v diagramu znázorněny jako světlá kolečka) nebo hyperpolarizační (TPSP - synapse jsou znázorněny v diagram jako černé kroužky). Mnoho signálů může současně dorazit do různých bodů neuronu, z nichž některé jsou transformovány na EPSP a jiné na IPSP.

Tyto oscilace potenciálového rozdílu se šíří pomocí místních kruhových proudů podél neuronové membrány ve směru axonového pahorku ve formě vln depolarizace (v bílém diagramu) a hyperpolarizace (v černém diagramu), vzájemně se překrývajících. (v diagramu šedé oblasti). Tímto překrytím amplitudy vln jednoho směru se sečtou a opačné se sníží (vyhladí). Tento algebraický součet potenciálového rozdílu přes membránu se nazývá prostorové sčítání(obr. 4 a 5). Výsledkem této sumace může být buď depolarizace membrány axonového pahorku a generování nervového vzruchu (případy 1 a 2 na obr. 4), nebo její hyperpolarizace a zabránění vzniku nervového vzruchu (případy 3 a 4 na obr. 4).

Aby se posunul potenciálový rozdíl membrány axon hillock (asi 30 mV) na Ek, musí být depolarizován o 10-20 mV. To povede k otevření napěťově řízených sodíkových kanálů v něm přítomných a generování nervového impulsu. Protože po přijetí jednoho AP a jeho transformaci na EPSP může depolarizace membrány dosáhnout až 1 mV a veškerá propagace do axonového pahorku probíhá s útlumem, generování nervového impulsu vyžaduje současné dodání 40-80 nervových impulsů z jiných neuronů do neuronu prostřednictvím excitačních synapsí a sčítání stejného množství EPSP.

Rýže. 5. Prostorová a časová sumace EPSP neuronem; a - EPSP na jeden podnět; a - EPSP k vícenásobné stimulaci z různých aferentních cév; c - EPSP pro častou stimulaci přes jediné nervové vlákno

Pokud v této době neuron obdrží určitý počet nervových impulsů prostřednictvím inhibičních synapsí, pak bude možná jeho aktivace a vytvoření odpovědního nervového impulsu se současným zvýšením toku signálů přes excitační synapse. Za podmínek, kdy signály přicházející přes inhibiční synapse způsobují hyperpolarizaci membrány neuronu, stejnou nebo větší než depolarizace způsobená signály přicházejícími přes excitační synapse, nebude depolarizace membrány axon colliculus nemožná, neuron nebude generovat nervové impulsy a stane se neaktivní.

Neuron také funguje časová suma Signály EPSP a IPTS k němu přicházejí téměř současně (viz obr. 5). Jimi způsobené změny potenciálového rozdílu v blízkých synaptických oblastech lze také algebraicky shrnout, což se nazývá temporální sumace.

Každý nervový impuls generovaný neuronem, stejně jako období ticha neuronu, tedy obsahuje informace přijaté z mnoha jiných nervových buněk. Obvykle, čím vyšší je frekvence signálů přicházejících do neuronu z jiných buněk, tím častěji generuje odezvové nervové impulsy, které jsou posílány podél axonu do jiných nervových nebo efektorových buněk.

Vzhledem k tomu, že v membráně těla neuronu a dokonce i jeho dendritech jsou sodíkové kanály (i když v malém počtu), může se akční potenciál vznikající na membráně axonového pahorku rozšířit do těla a některé části neuronu. dendrity neuronu. Význam tohoto jevu není dostatečně jasný, ale předpokládá se, že šířící se akční potenciál na okamžik vyhlazuje všechny lokální proudy přítomné na membráně, resetuje potenciály a přispívá k efektivnějšímu vnímání nové informace neuronem.

Molekulární receptory se účastní transformace a integrace signálů přicházejících do neuronu. Jejich stimulace signálními molekulami přitom může vést přes změny stavu iniciovaných iontových kanálů (G-proteiny, druhými mediátory), přeměnu vnímaných signálů na kolísání rozdílu potenciálů neuronové membrány, sumaci a tvorbu neuronová odpověď ve formě generování nervového impulsu nebo jeho inhibice.

Transformace signálů metabotropními molekulárními receptory neuronu je doprovázena jeho odpovědí ve formě kaskády intracelulárních přeměn. Reakcí neuronu v tomto případě může být zrychlení celkového metabolismu, zvýšení tvorby ATP, bez kterého není možné zvýšit jeho funkční aktivitu. Pomocí těchto mechanismů neuron integruje přijaté signály, aby zlepšil efektivitu své vlastní činnosti.

Intracelulární transformace v neuronu, iniciované přijatými signály, často vedou ke zvýšení syntézy proteinových molekul, které plní funkce receptorů, iontových kanálů a přenašečů v neuronu. Zvyšováním jejich počtu se neuron přizpůsobuje povaze příchozích signálů, zvyšuje citlivost na významnější z nich a slábne na méně významné.

Přijetí řady signálů neuronem může být doprovázeno expresí nebo represí určitých genů, například těch, které řídí syntézu neuromodulátorů peptidové povahy. Vzhledem k tomu, že jsou dodávány na axonové terminály neuronu a používají se v nich ke zvýšení nebo oslabení účinku svých neurotransmiterů na jiné neurony, může neuron v reakci na signály, které přijímá, v závislosti na přijatých informacích mít silnější nebo slabší účinek na jiné nervové buňky jím ovládané. Vzhledem k tomu, že modulační účinek neuropeptidů může trvat dlouhou dobu, může dlouho trvat i vliv neuronu na jiné nervové buňky.

Neuron tedy díky schopnosti integrovat různé signály na ně může nenápadně reagovat širokou škálou reakcí, které mu umožňují efektivně se přizpůsobit povaze příchozích signálů a využívat je k regulaci funkcí jiných buněk.

neuronové okruhy

Neurony CNS se vzájemně ovlivňují a v místě kontaktu vytvářejí různé synapse. Výsledné nervové pěny výrazně zvyšují funkčnost nervového systému. Mezi nejčastější neuronové okruhy patří: lokální, hierarchické, konvergentní a divergentní neuronové okruhy s jedním vstupem (obr. 6).

Lokální neuronové okruhy tvořené dvěma nebo více neurony. V tomto případě jeden z neuronů (1) předá svou axonální kolaterálu neuronu (2), čímž vytvoří na svém těle axosomatickou synapsi, a druhý vytvoří axonomickou synapsi na těle prvního neuronu. Lokální neuronové sítě mohou fungovat jako pasti, ve kterých jsou nervové impulsy schopny cirkulovat po dlouhou dobu v kruhu tvořeném několika neurony.

Možnost dlouhodobé cirkulace excitační vlny (nervového impulsu), ke které kdysi došlo v důsledku přenosu, ale prstencové struktury, experimentálně prokázal profesor I.A. Vetokhin při pokusech na nervovém prstenci medúzy.

Kruhová cirkulace nervových impulsů podél místních nervových okruhů plní funkci transformace excitačního rytmu, poskytuje možnost prodloužené excitace po zastavení signálů, které k nim přicházejí, a podílí se na mechanismech ukládání příchozích informací.

Lokální okruhy mohou také plnit funkci brzdění. Příkladem je rekurentní inhibice, která se realizuje v nejjednodušším lokálním nervovém okruhu míchy, tvořeném a-motoneuronem a Renshawovou buňkou.

Rýže. 6. Nejjednodušší nervové okruhy CNS. Popis v textu

V tomto případě se excitace, která vznikla v motorickém neuronu, šíří podél větve axonu, aktivuje Renshawovu buňku, která inhibuje a-motoneuron.

konvergentní řetězce jsou tvořeny více neurony, na jednom z nich (obvykle eferentním) se sbíhají nebo sbíhají axony řady dalších buněk. Takové okruhy jsou široce distribuovány v CNS. Například axony mnoha neuronů v senzorických polích kůry se sbíhají do pyramidálních neuronů primární motorické kůry. Axony tisíců senzorických a interkalárních neuronů různých úrovní CNS se sbíhají na motorické neurony ventrálních rohů míšních. Konvergentní obvody hrají důležitou roli v integraci signálů eferentními neurony a při koordinaci fyziologických procesů.

Divergentní řetězce s jedním vstupem jsou tvořeny neuronem s rozvětveným axonem, jehož každá větev tvoří synapsi s jinou nervovou buňkou. Tyto obvody plní funkce současného přenosu signálů z jednoho neuronu do mnoha dalších neuronů. Toho je dosaženo díky silnému větvení (tvorba několika tisíc větví) axonu. Takové neurony se často nacházejí v jádrech retikulární formace mozkového kmene. Poskytují rychlé zvýšení dráždivosti četných částí mozku a mobilizaci jeho funkčních rezerv.