Come aumentare la velocità del tuo cervello. Quale farmaco ripristina i neuroni del cervello? Neuroni e tessuto nervoso

tessuto nervoso- l'elemento strutturale principale sistema nervoso. v composizione del tessuto nervoso contiene cellule nervose altamente specializzate neuroni, e cellule neurogliali svolgere funzioni di supporto, secretorie e protettive.

Neuroneè la principale unità strutturale e funzionale del tessuto nervoso. Queste cellule sono in grado di ricevere, elaborare, codificare, trasmettere e archiviare informazioni, stabilire contatti con altre cellule. Le caratteristiche uniche di un neurone sono la capacità di generare scariche bioelettriche (impulsi) e trasmettere informazioni lungo i processi da una cellula all'altra utilizzando terminazioni specializzate -.

Lo svolgimento delle funzioni di un neurone è facilitato dalla sintesi nel suo axoplasma di sostanze-trasmettitori - neurotrasmettitori: acetilcolina, catecolamine, ecc.

Il numero di neuroni cerebrali si avvicina a 10 11 . Un neurone può avere fino a 10.000 sinapsi. Se questi elementi sono considerati cellule di immagazzinamento delle informazioni, allora possiamo concludere che il sistema nervoso può immagazzinare 10 19 unità. informazioni, cioè capace di contenere quasi tutta la conoscenza accumulata dall'uomo. Pertanto, è ragionevole presumerlo cervello umano per tutta la vita ricorda tutto ciò che accade nel corpo e quando comunica con l'ambiente. Tuttavia, il cervello non può estrarre da tutte le informazioni in esso memorizzate.

Alcuni tipi di organizzazione neurale sono caratteristici di varie strutture cerebrali. I neuroni che regolano una singola funzione formano i cosiddetti gruppi, insiemi, colonne, nuclei.

I neuroni differiscono per struttura e funzione.

Per struttura(a seconda del numero di processi che si estendono dal corpo cellulare) distinguere unipolare(con un processo), bipolare (con due processi) e multipolare(con molti processi) neuroni.

Secondo le proprietà funzionali allocare afferente(o centripeto) neuroni che trasportano l'eccitazione dai recettori in, efferente, il motore, motoneuroni(o centrifugo), trasmettendo l'eccitazione dal sistema nervoso centrale all'organo innervato, e intercalare, contatto o intermedio neuroni che connettono neuroni afferenti ed efferenti.

I neuroni afferenti sono unipolari, i loro corpi giacciono nei gangli spinali. Il processo che si estende dal corpo cellulare è diviso a forma di T in due rami, uno dei quali va al sistema nervoso centrale e svolge la funzione di un assone, e l'altro si avvicina ai recettori ed è un lungo dendrite.

La maggior parte dei neuroni efferenti e intercalari sono multipolari (Fig. 1). Interneuroni multipolari in in gran numero si trovano nelle corna posteriori del midollo spinale e si trovano anche in tutte le altre parti del sistema nervoso centrale. Possono anche essere bipolari, come i neuroni retinici che hanno un dendrite ramificato corto e un lungo assone. I motoneuroni si trovano principalmente nelle corna anteriori del midollo spinale.

Riso. 1. La struttura della cellula nervosa:

1 - microtubuli; 2 - un lungo processo di una cellula nervosa (assone); 3 - reticolo endoplasmatico; 4 - nucleo; 5 - neuroplasma; 6 - dendriti; 7 - mitocondri; 8 - nucleolo; 9 - guaina mielinica; 10 - intercettazione di Ranvier; 11 - la fine dell'assone

neuroglia

neuroglia, o glia, - un insieme di elementi cellulari del tessuto nervoso, formati da cellule specializzate di varie forme.

Fu scoperto da R. Virchow e da lui chiamato neuroglia, che significa "colla nervosa". Le cellule della neuroglia riempiono lo spazio tra i neuroni, rappresentando il 40% del volume del cervello. Le cellule gliali sono 3-4 volte più piccole delle cellule nervose; il loro numero nel SNC dei mammiferi raggiunge i 140 miliardi Con l'età, il numero di neuroni nel cervello umano diminuisce e il numero di cellule gliali aumenta.

È stato stabilito che la neuroglia è correlata al metabolismo nel tessuto nervoso. Alcune cellule della neuroglia secernono sostanze che influenzano lo stato di eccitabilità dei neuroni. Si noti che la secrezione di queste cellule cambia in vari stati mentali. I processi di traccia a lungo termine nel SNC sono associati allo stato funzionale della neuroglia.

Tipi di cellule gliali

Secondo la natura della struttura delle cellule gliali e la loro posizione nel SNC, distinguono:

• astrociti (astroglia);
• oligodendrociti (oligodendroglia);
• cellule microgliali (microglia);
• cellule di Schwann.

Le cellule gliali svolgono funzioni di supporto e protezione dei neuroni. Sono inclusi nella struttura. astrociti sono le cellule gliali più numerose, che riempiono gli spazi tra i neuroni e la copertura. Impediscono la diffusione dei neurotrasmettitori che si diffondono dalla fessura sinaptica nel SNC. Gli astrociti hanno recettori per i neurotrasmettitori, la cui attivazione può causare fluttuazioni nella differenza di potenziale di membrana e cambiamenti nel metabolismo degli astrociti.

Gli astrociti circondano strettamente i capillari dei vasi sanguigni del cervello, situati tra loro e i neuroni. Su questa base, si suggerisce che gli astrociti svolgano un ruolo importante nel metabolismo dei neuroni, regolando la permeabilità capillare per alcune sostanze.

Una delle funzioni importanti degli astrociti è la loro capacità di assorbire gli ioni K+ in eccesso, che possono accumularsi nello spazio intercellulare durante un'elevata attività neuronale. Nelle aree di stretto adattamento degli astrociti si formano canali di giunzione gap, attraverso i quali gli astrociti possono scambiare vari piccoli ioni e, in particolare, ioni K+. Ciò aumenta la loro capacità di assorbire ioni K+. Accumulo incontrollato di ioni K+ nello spazio interneuronale porterebbe ad un aumento dell'eccitabilità dei neuroni. Pertanto, gli astrociti, assorbendo un eccesso di ioni K+ dal liquido interstiziale, impediscono un aumento dell'eccitabilità dei neuroni e la formazione di focolai di maggiore attività neuronale. La comparsa di tali focolai nel cervello umano può essere accompagnata dal fatto che i loro neuroni generano una serie di impulsi nervosi, chiamati scariche convulsive.

Gli astrociti sono coinvolti nella rimozione e distruzione dei neurotrasmettitori che entrano negli spazi extrasinaptici. Pertanto, prevengono l'accumulo di neurotrasmettitori negli spazi interneuronali, che potrebbe portare a disfunzioni cerebrali.

Neuroni e astrociti sono separati da spazi intercellulari di 15-20 µm, chiamati spazio interstiziale. Gli spazi interstiziali occupano fino al 12-14% del volume cerebrale. Un'importante proprietà degli astrociti è la loro capacità di assorbire CO2 dal fluido extracellulare di questi spazi, e quindi mantenere una stabilità pH cerebrale.

Gli astrociti sono coinvolti nella formazione di interfacce tra il tessuto nervoso e i vasi cerebrali, il tessuto nervoso e le membrane cerebrali nel processo di crescita e sviluppo del tessuto nervoso.

Oligodendrociti caratterizzato dalla presenza di un numero limitato di processi brevi. Una delle loro funzioni principali è formazione della guaina mielinica delle fibre nervose all'interno del SNC. Queste cellule si trovano anche in prossimità dei corpi dei neuroni, ma il significato funzionale di questo fatto è sconosciuto.

cellule microgliali costituiscono il 5-20% del numero totale di cellule gliali e sono sparse in tutto il SNC. È stato stabilito che gli antigeni della loro superficie sono identici agli antigeni dei monociti del sangue. Ciò indica la loro origine dal mesoderma, la penetrazione nel tessuto nervoso durante lo sviluppo embrionale e la successiva trasformazione in cellule microgliali morfologicamente riconoscibili. A questo proposito, è generalmente accettato che la funzione più importante della microglia sia quella di proteggere il cervello. È stato dimostrato che quando il tessuto nervoso è danneggiato, il numero di cellule fagocitiche aumenta a causa dei macrofagi del sangue e dell'attivazione delle proprietà fagocitiche della microglia. Rimuovono i neuroni morti, le cellule gliali ei loro elementi strutturali, fagocitano le particelle estranee.

cellule di Schwann formano la guaina mielinica delle fibre nervose periferiche al di fuori del SNC. La membrana di questa cellula si avvolge ripetutamente e lo spessore della guaina mielinica risultante può superare il diametro della fibra nervosa. La lunghezza delle sezioni mieliniche della fibra nervosa è di 1-3 mm. Negli intervalli tra loro (intercettazioni di Ranvier), la fibra nervosa rimane ricoperta solo da una membrana superficiale che ha eccitabilità.

Una delle proprietà più importanti della mielina è la sua elevata resistenza alla corrente elettrica. È dovuto all'alto contenuto di sfingomielina e altri fosfolipidi nella mielina, che gli conferiscono proprietà di isolamento dalla corrente. Nelle aree della fibra nervosa ricoperte di mielina, il processo di generazione degli impulsi nervosi è impossibile. Gli impulsi nervosi vengono generati solo sulla membrana di intercettazione di Ranvier, che fornisce una maggiore velocità di conduzione degli impulsi nervosi nelle fibre nervose mielinizzate rispetto a quelle non mielinizzate.

È noto che la struttura della mielina può essere facilmente disturbata in danni infettivi, ischemici, traumatici e tossici al sistema nervoso. Allo stesso tempo, si sviluppa il processo di demielinizzazione delle fibre nervose. Soprattutto la demielinizzazione si sviluppa nella malattia della sclerosi multipla. Come risultato della demielinizzazione, la velocità di conduzione degli impulsi nervosi lungo le fibre nervose diminuisce, la velocità di trasmissione delle informazioni al cervello dai recettori e dai neuroni agli organi esecutivi diminuisce. Ciò può portare a una ridotta sensibilità sensoriale, disturbi del movimento, regolazione degli organi interni e altre gravi conseguenze.

Struttura e funzioni dei neuroni

Neurone(cellula nervosa) è un'unità strutturale e funzionale.

La struttura anatomica e le proprietà del neurone ne garantiscono l'attuazione funzioni principali: implementazione del metabolismo, ottenimento di energia, percezione di vari segnali e loro elaborazione, formazione o partecipazione a risposte, generazione e conduzione di impulsi nervosi, combinando neuroni in circuiti neurali che forniscono sia le reazioni riflesse più semplici che le più elevate funzioni integrative del cervello.

I neuroni sono costituiti da un corpo di una cellula nervosa e da processi: un assone e dendriti.

Riso. 2. Struttura di un neurone

corpo della cellula nervosa

Corpo (pericarione, soma) Il neurone e i suoi processi sono ricoperti da una membrana neuronale. La membrana del corpo cellulare differisce dalla membrana dell'assone e dai dendriti nel contenuto di vari recettori, la presenza su di essa.

Il corpo del neurone contiene il neuroplasma e il nucleo separato da esso da membrane, il reticolo endoplasmatico ruvido e liscio, l'apparato di Golgi e i mitocondri. I cromosomi del nucleo dei neuroni contengono un insieme di geni che codificano per la sintesi di proteine ​​necessarie per la formazione della struttura e l'attuazione delle funzioni del corpo del neurone, dei suoi processi e delle sinapsi. Queste sono proteine ​​​​che svolgono le funzioni di enzimi, vettori, canali ionici, recettori, ecc. Alcune proteine ​​​​svolgono funzioni mentre si trovano nel neuroplasma, mentre altre sono incorporate nelle membrane degli organelli, nei processi del soma e dei neuroni. Alcuni di essi, ad esempio gli enzimi necessari per la sintesi dei neurotrasmettitori, vengono consegnati al terminale assonale mediante trasporto assonale. Nel corpo cellulare vengono sintetizzati i peptidi necessari per l'attività vitale di assoni e dendriti (ad esempio fattori di crescita). Pertanto, quando il corpo di un neurone è danneggiato, i suoi processi degenerano e collassano. Se il corpo del neurone viene preservato e il processo è danneggiato, si verifica il suo lento recupero (rigenerazione) e il ripristino dell'innervazione dei muscoli o degli organi denervati.

Il sito di sintesi proteica nei corpi dei neuroni è il reticolo endoplasmatico ruvido (granuli tigroidi o corpi di Nissl) o ribosomi liberi. Il loro contenuto nei neuroni è maggiore che nelle cellule gliali o in altre cellule del corpo. Nel reticolo endoplasmatico liscio e nell'apparato di Golgi, le proteine ​​acquisiscono la loro caratteristica conformazione spaziale, vengono smistate e inviate a trasportare flussi verso le strutture del corpo cellulare, i dendriti o l'assone.

In numerosi mitocondri di neuroni, a seguito dei processi di fosforilazione ossidativa, si forma ATP, la cui energia viene utilizzata per mantenere l'attività vitale del neurone, il funzionamento delle pompe ioniche e per mantenere l'asimmetria delle concentrazioni di ioni su entrambi i lati della membrana. Di conseguenza, il neurone è costantemente pronto non solo a percepire vari segnali, ma anche a rispondere ad essi: la generazione di impulsi nervosi e il loro uso per controllare le funzioni di altre cellule.

Nei meccanismi di percezione di vari segnali da parte dei neuroni prendono parte i recettori molecolari della membrana del corpo cellulare, i recettori sensoriali formati da dendriti e le cellule sensibili di origine epiteliale. I segnali provenienti da altre cellule nervose possono raggiungere il neurone attraverso numerose sinapsi formate sui dendriti o sul gel del neurone.

Dendriti di una cellula nervosa

dendriti i neuroni formano un albero dendritico, la natura della ramificazione e le cui dimensioni dipendono dal numero di contatti sinaptici con altri neuroni (Fig. 3). Sui dendriti di un neurone ci sono migliaia di sinapsi formate dagli assoni o dai dendriti di altri neuroni.

Riso. 3. Contatti sinaptici dell'interneurone. Le frecce a sinistra mostrano il flusso di segnali afferenti ai dendriti e al corpo dell'interneurone, a destra - la direzione di propagazione dei segnali efferenti dell'interneurone ad altri neuroni

Le sinapsi possono essere eterogenee sia nella funzione (inibitoria, eccitatoria) che nel tipo di neurotrasmettitore utilizzato. La membrana dendritica coinvolta nella formazione delle sinapsi è la loro membrana postsinaptica, che contiene i recettori (canali ionici ligando-dipendenti) per il neurotrasmettitore utilizzato in questa sinapsi.

Le sinapsi eccitatorie (glutamatergiche) si trovano principalmente sulla superficie dei dendriti, dove sono presenti elevazioni o escrescenze (1-2 micron), chiamate spine. Ci sono canali nella membrana delle spine, la cui permeabilità dipende dalla differenza di potenziale transmembrana. Nel citoplasma dei dendriti nella regione delle spine sono stati trovati messaggeri secondari della trasduzione del segnale intracellulare, nonché ribosomi, su cui la proteina viene sintetizzata in risposta ai segnali sinaptici. Il ruolo esatto delle spine rimane sconosciuto, ma è chiaro che aumentano la superficie dell'albero dendritico per la formazione di sinapsi. Le spine sono anche strutture neuronali per la ricezione dei segnali in ingresso e per l'elaborazione. I dendriti e le spine assicurano la trasmissione delle informazioni dalla periferia al corpo del neurone. La membrana dendritica è polarizzata durante la falciatura a causa della distribuzione asimmetrica degli ioni minerali, del funzionamento delle pompe ioniche e della presenza di canali ionici al suo interno. Queste proprietà sono alla base del trasferimento di informazioni attraverso la membrana sotto forma di correnti circolari locali (elettrotonicamente) che si verificano tra le membrane postsinaptiche e le aree della membrana dendrite adiacenti ad esse.

Le correnti locali durante la loro propagazione lungo la membrana dei dendriti si attenuano, ma risultano essere di grandezza sufficiente a trasmettere alla membrana del corpo neuronale segnali che sono arrivati ​​attraverso gli input sinaptici ai dendriti. Nella membrana dendritica non sono stati ancora trovati canali del sodio e del potassio voltaggio-dipendenti. Non ha eccitabilità e la capacità di generare potenziali d'azione. Tuttavia, è noto che il potenziale d'azione che si forma sulla membrana della collinetta assonale può propagarsi lungo di essa. Il meccanismo di questo fenomeno è sconosciuto.

Si presume che i dendriti e le spine facciano parte delle strutture neurali coinvolte nei meccanismi di memoria. Il numero di spine è particolarmente alto nei dendriti dei neuroni nella corteccia cerebellare, nei gangli della base e nella corteccia cerebrale. L'area dell'albero dendritico e il numero di sinapsi sono ridotti in alcune aree della corteccia cerebrale degli anziani.

assone neuronale

assone - un ramo di una cellula nervosa che non si trova in altre cellule. A differenza dei dendriti, il cui numero è diverso per un neurone, l'assone di tutti i neuroni è lo stesso. La sua lunghezza può raggiungere fino a 1,5 m Nel punto di uscita dell'assone dal corpo del neurone, c'è un ispessimento: il tumulo dell'assone, coperto da una membrana plasmatica, che viene presto ricoperta di mielina. L'area della collinetta dell'assone che non è coperta dalla mielina è chiamata segmento iniziale. Gli assoni dei neuroni, fino ai loro rami terminali, sono ricoperti da una guaina mielinica, interrotta da intercettazioni di Ranvier - aree microscopiche non mielinizzate (circa 1 micron).

In tutto l'assone (fibre mieliniche e non mieliniche) è ricoperto da una membrana fosfolipidica a doppio strato con molecole proteiche incorporate, che svolgono le funzioni di trasporto di ioni, canali ionici voltaggio-dipendenti, ecc. Le proteine ​​sono distribuite uniformemente nella membrana del nervo amielinico fibra, e si trovano nella membrana della fibra nervosa mielinizzata prevalentemente nelle intercettazioni di Ranvier. Poiché nell'assoplasma non sono presenti reticolo ruvido e ribosomi, è ovvio che queste proteine ​​​​vengono sintetizzate nel corpo del neurone e consegnate alla membrana dell'assone tramite trasporto assonale.

Proprietà della membrana che ricopre il corpo e dell'assone di un neurone, sono diversi. Questa differenza riguarda principalmente la permeabilità della membrana agli ioni minerali ed è dovuta al contenuto di vario tipo. Se il contenuto dei canali ionici dipendenti dal ligando (comprese le membrane postsinaptiche) prevale nella membrana del corpo e nei dendriti del neurone, allora nella membrana dell'assone, specialmente nell'area dei nodi di Ranvier, c'è un'alta densità di tensione - canali sodio e potassio dipendenti.

La membrana del segmento iniziale dell'assone ha il valore di polarizzazione più basso (circa 30 mV). Nelle aree dell'assone più distanti dal corpo cellulare, il valore del potenziale transmembrana è di circa 70 mV. Il basso valore di polarizzazione della membrana del segmento iniziale dell'assone determina che in quest'area la membrana del neurone ha la maggiore eccitabilità. È qui che i potenziali postsinaptici che si sono formati sulla membrana dei dendriti e sul corpo cellulare a seguito della trasformazione dei segnali di informazione ricevuti dal neurone nelle sinapsi vengono propagati lungo la membrana del corpo neuronale con l'aiuto di locali correnti elettriche circolari. Se queste correnti causano la depolarizzazione della membrana della collinetta dell'assone a un livello critico (E k), il neurone risponderà ai segnali di altre cellule nervose che gli arrivano generando il proprio potenziale d'azione (impulso nervoso). L'impulso nervoso risultante viene quindi trasportato lungo l'assone ad altre cellule nervose, muscolari o ghiandolari.

Sulla membrana del segmento iniziale dell'assone sono presenti spine su cui si formano sinapsi inibitorie GABAergiche. L'arrivo di segnali lungo queste linee da altri neuroni può impedire la generazione di un impulso nervoso.

Classificazione e tipi di neuroni

La classificazione dei neuroni viene effettuata sia in base alle caratteristiche morfologiche che funzionali.

Per il numero di processi si distinguono i neuroni multipolari, bipolari e pseudounipolari.

In base alla natura delle connessioni con altre cellule e alla funzione svolta, si distinguono tocco, plug-in e il motore neuroni. Tocco i neuroni sono anche chiamati neuroni afferenti e i loro processi sono centripeti. Vengono chiamati i neuroni che svolgono la funzione di trasmettere segnali tra le cellule nervose intercalare, o associativo. I neuroni i cui assoni formano sinapsi sulle cellule effettrici (muscolari, ghiandolari) sono indicati come il motore, o efferente, i loro assoni sono detti centrifughi.

Neuroni afferenti (sensoriali). percepire le informazioni con i recettori sensoriali, convertirle in impulsi nervosi e condurle al cervello e al midollo spinale. I corpi dei neuroni sensoriali si trovano nella colonna vertebrale e nel cranio. Questi sono neuroni pseudounipolari, il cui assone e dendrite si allontanano dal corpo del neurone insieme e poi si separano. Il dendrite segue la periferia degli organi e dei tessuti come parte dei nervi sensoriali o misti e l'assone come parte delle radici posteriori entra nelle corna dorsali del midollo spinale o come parte dei nervi cranici nel cervello.

Inserimento, o associativo, neuroni svolgere le funzioni di elaborazione delle informazioni in entrata e, in particolare, garantire la chiusura degli archi riflessi. I corpi di questi neuroni si trovano nella materia grigia del cervello e del midollo spinale.

Neuroni efferenti svolgono anche la funzione di elaborare le informazioni ricevute e trasmettere impulsi nervosi efferenti dal cervello e dal midollo spinale alle cellule degli organi esecutivi (effettori).

Attività integrativa di un neurone

Ogni neurone riceve un'enorme quantità di segnali attraverso numerose sinapsi situate sui dendriti e sul corpo, nonché attraverso i recettori molecolari nelle membrane plasmatiche, nel citoplasma e nel nucleo. Nella segnalazione vengono utilizzati molti diversi tipi di neurotrasmettitori, neuromodulatori e altre molecole di segnalazione. Ovviamente, per formare una risposta alla ricezione simultanea di più segnali, il neurone deve essere in grado di integrarli.

L'insieme dei processi che assicurano l'elaborazione dei segnali in entrata e la formazione di una risposta neuronale ad essi è incluso nel concetto attività integrativa del neurone.

La percezione e l'elaborazione dei segnali che arrivano al neurone viene effettuata con la partecipazione dei dendriti, del corpo cellulare e della collinetta assonale del neurone (Fig. 4).

Riso. 4. Integrazione di segnali da parte di un neurone.

Una delle opzioni per la loro elaborazione e integrazione (somma) è la trasformazione in sinapsi e la somma dei potenziali postsinaptici sulla membrana del corpo e dei processi del neurone. I segnali percepiti vengono convertiti nelle sinapsi in fluttuazioni nella differenza di potenziale della membrana postsinaptica (potenziali postsinaptici). A seconda del tipo di sinapsi, il segnale ricevuto può essere convertito in una piccola variazione depolarizzante (0,5-1,0 mV) nella differenza di potenziale (EPSP - le sinapsi sono mostrate nel diagramma come cerchi di luce) o iperpolarizzante (TPSP - le sinapsi sono mostrate in il diagramma come cerchi neri). Molti segnali possono arrivare contemporaneamente a diversi punti del neurone, alcuni dei quali vengono trasformati in EPSP, mentre altri vengono trasformati in IPSP.

Queste oscillazioni della differenza di potenziale si propagano con l'aiuto di correnti circolari locali lungo la membrana del neurone in direzione della collinetta dell'assone sotto forma di onde di depolarizzazione (nel diagramma Colore bianco) e iperpolarizzazione (nel diagramma nero), che si sovrappongono (nel diagramma, aree grigie). Con questa sovrapposizione dell'ampiezza delle onde di una direzione, vengono riassunte e quelle opposte vengono ridotte (smussate). Questa somma algebrica della differenza di potenziale attraverso la membrana è chiamata sommatoria spaziale(Fig. 4 e 5). Il risultato di questa somma può essere sia la depolarizzazione della membrana della collinetta dell'assone e la generazione di un impulso nervoso (casi 1 e 2 in Fig. 4), sia la sua iperpolarizzazione e prevenzione del verificarsi di un impulso nervoso (casi 3 e 4 in Fig. 4).

Per spostare la differenza di potenziale della membrana della collinetta dell'assone (circa 30 mV) a Ek, deve essere depolarizzata di 10-20 mV. Ciò porterà all'apertura dei canali del sodio voltaggio-dipendenti presenti in esso e alla generazione di un impulso nervoso. Poiché la depolarizzazione della membrana può raggiungere fino a 1 mV al ricevimento di un AP e la sua trasformazione in un EPSP, e tutta la propagazione alla collinetta dell'assone avviene con attenuazione, la generazione di un impulso nervoso richiede l'erogazione simultanea di 40-80 impulsi nervosi da altri neuroni al neurone attraverso sinapsi eccitatorie e sommando la stessa quantità di EPSP.

Riso. 5. Somma spaziale e temporale di EPSP da parte di un neurone; (a) EPSP a un singolo stimolo; e — EPSP a stimolazione multipla da diverse afferenze; c — EPSP per stimolazione frequente attraverso una singola fibra nervosa

Se in questo momento un neurone riceve un certo numero di impulsi nervosi attraverso sinapsi inibitorie, la sua attivazione e generazione di un impulso nervoso di risposta sarà possibile con un aumento simultaneo del flusso di segnali attraverso le sinapsi eccitatorie. In condizioni in cui i segnali provenienti dalle sinapsi inibitorie provocano un'iperpolarizzazione della membrana neuronale uguale o maggiore della depolarizzazione causata dai segnali provenienti dalle sinapsi eccitatorie, la depolarizzazione della membrana del collicolo dell'assone sarà impossibile, il neurone non genererà impulsi nervosi e diventerà inattivo .

Anche il neurone funziona sommatoria del tempo Segnali EPSP e IPTS che arrivano quasi simultaneamente (vedi Fig. 5). I cambiamenti nella differenza di potenziale da essi causati nelle aree vicino-sinaptiche possono anche essere riassunti algebricamente, che è chiamata sommazione temporale.

Pertanto, ogni impulso nervoso generato da un neurone, così come il periodo di silenzio di un neurone, contiene informazioni ricevute da molte altre cellule nervose. Di solito, maggiore è la frequenza dei segnali che arrivano al neurone da altre cellule, più frequentemente genera impulsi nervosi di risposta che vengono inviati lungo l'assone ad altre cellule nervose o effettrici.

A causa del fatto che ci sono canali del sodio (anche se in un piccolo numero) nella membrana del corpo del neurone e persino dei suoi dendriti, il potenziale d'azione che si forma sulla membrana della collinetta dell'assone può diffondersi al corpo e ad alcune parti di i dendriti del neurone. Il significato di questo fenomeno non è abbastanza chiaro, ma si presume che il potenziale d'azione di propagazione appiana momentaneamente tutte le correnti locali sulla membrana, annulli i potenziali e contribuisca a una percezione più efficiente di nuove informazioni da parte del neurone.

I recettori molecolari prendono parte alla trasformazione e all'integrazione dei segnali che arrivano al neurone. Allo stesso tempo, la loro stimolazione mediante molecole di segnalazione può portare a cambiamenti nello stato dei canali ionici iniziati (da proteine ​​G, secondi mediatori), trasformazione dei segnali percepiti in fluttuazioni nella differenza di potenziale della membrana neuronale, somma e formazione di una risposta neuronale sotto forma di generazione di un impulso nervoso o sua inibizione.

La trasformazione dei segnali da parte dei recettori molecolari metabotropici del neurone è accompagnata dalla sua risposta sotto forma di una cascata di trasformazioni intracellulari. La risposta del neurone in questo caso può essere un'accelerazione del metabolismo generale, un aumento della formazione di ATP, senza il quale è impossibile aumentare la sua attività funzionale. Utilizzando questi meccanismi, il neurone integra i segnali ricevuti per migliorare l'efficienza della propria attività.

Le trasformazioni intracellulari in un neurone, avviate dai segnali ricevuti, portano spesso ad un aumento della sintesi di molecole proteiche che svolgono le funzioni di recettori, canali ionici e vettori nel neurone. Aumentando il loro numero, il neurone si adatta alla natura dei segnali in arrivo, aumentando la sensibilità a quelli più significativi e indebolendo quelli meno significativi.

La ricezione da parte di un neurone di un certo numero di segnali può essere accompagnata dall'espressione o dalla repressione di alcuni geni, ad esempio quelli che controllano la sintesi di neuromodulatori di natura peptidica. Dal momento che vengono consegnati ai terminali assonici del neurone e utilizzati in essi per potenziare o indebolire l'azione dei suoi neurotrasmettitori su altri neuroni, il neurone, in risposta ai segnali che riceve, può, a seconda delle informazioni ricevute, avere una maggiore o un effetto più debole su altre cellule nervose da esso controllate. Considerando che l'azione modulante dei neuropeptidi può durare a lungo, l'influenza di un neurone su altre cellule nervose può durare anche a lungo.

Pertanto, grazie alla capacità di integrare vari segnali, il neurone può rispondere in modo sottile ad essi. un'ampia gamma risposte che consentono di adattarsi efficacemente alla natura dei segnali in arrivo e di utilizzarli per regolare le funzioni di altre cellule.

circuiti neurali

I neuroni del SNC interagiscono tra loro, formando varie sinapsi nel punto di contatto. Le schiume neurali risultanti aumentano notevolmente la funzionalità del sistema nervoso. I circuiti neurali più comuni includono: circuiti neurali locali, gerarchici, convergenti e divergenti con un input (Fig. 6).

Circuiti neurali locali formato da due o più neuroni. In questo caso, uno dei neuroni (1) darà il suo collaterale assonale al neurone (2), formando una sinapsi assosomatica sul suo corpo, e il secondo formerà una sinapsi assonale sul corpo del primo neurone. Le reti neurali locali possono fungere da trappole in cui gli impulsi nervosi possono circolare a lungo in un cerchio formato da più neuroni.

La possibilità di circolazione a lungo termine di un'onda di eccitazione (impulso nervoso) che un tempo si verificava a causa della trasmissione ma una struttura ad anello è stata dimostrata sperimentalmente dal Professor I.A. Vetokhin negli esperimenti sull'anello nervoso della medusa.

La circolazione circolare degli impulsi nervosi lungo i circuiti neurali locali svolge la funzione di trasformazione del ritmo di eccitazione, offre la possibilità di un'eccitazione prolungata dopo la cessazione dei segnali che arrivano a loro e partecipa ai meccanismi di memorizzazione delle informazioni in arrivo.

I circuiti locali possono anche svolgere una funzione di frenatura. Un esempio è l'inibizione ricorrente, che si realizza nel più semplice circuito neurale locale del midollo spinale, formato dall'a-motoneurone e dalla cellula di Renshaw.

Riso. 6. I circuiti neurali più semplici del SNC. Descrizione nel testo

In questo caso, l'eccitazione che si è formata nel motoneurone si diffonde lungo il ramo dell'assone, attivando la cellula di Renshaw, che inibisce l'a-motoneurone.

catene convergenti sono formati da diversi neuroni, su uno dei quali (solitamente efferente) convergono o convergono gli assoni di un certo numero di altre cellule. Tali circuiti sono ampiamente distribuiti nel SNC. Ad esempio, gli assoni di molti neuroni nei campi sensoriali della corteccia convergono sui neuroni piramidali della corteccia motoria primaria. Gli assoni di migliaia di neuroni sensoriali e intercalari di vari livelli del SNC convergono sui motoneuroni delle corna ventrali del midollo spinale. I circuiti convergenti svolgono un ruolo importante nell'integrazione dei segnali da parte dei neuroni efferenti e nel coordinamento dei processi fisiologici.

Catene divergenti con un input sono formati da un neurone con un assone ramificato, ciascuno dei cui rami forma una sinapsi con un'altra cellula nervosa. Questi circuiti svolgono le funzioni di trasmissione simultanea di segnali da un neurone a molti altri neuroni. Ciò si ottiene grazie alla forte ramificazione (formazione di diverse migliaia di rami) dell'assone. Tali neuroni si trovano spesso nei nuclei della formazione reticolare del tronco cerebrale. Forniscono un rapido aumento dell'eccitabilità di numerose parti del cervello e la mobilitazione delle sue riserve funzionali.

In questo articolo parleremo dei neuroni del cervello. I neuroni della corteccia cerebrale sono l'unità strutturale e funzionale dell'intero sistema nervoso generale.

Tale cellula ha una struttura molto complessa, un'alta specializzazione e se parliamo della sua struttura, allora la cellula è costituita da un nucleo, un corpo e processi. Ci sono circa 100 miliardi di queste cellule nel corpo umano.

Funzioni

Tutte le celle che si trovano in corpo umano necessariamente responsabile dell'una o dell'altra delle sue funzioni. I neuroni non fanno eccezione.

Loro, come altre cellule cerebrali, sono tenuti a mantenere la propria struttura e alcune funzioni, nonché ad adattarsi possibili modifiche condizioni e, di conseguenza, per eseguire processi regolatori su cellule che si trovano nelle immediate vicinanze.

La funzione principale dei neuroni è l'elaborazione Informazioni importanti, ovvero la ricezione, la conduzione e il trasferimento ad altre celle. Le informazioni arrivano attraverso le sinapsi che hanno recettori per gli organi sensoriali o alcuni altri neuroni.

Inoltre, in alcune situazioni, il trasferimento di informazioni può avvenire direttamente dall'ambiente esterno con l'ausilio di cosiddetti dendriti specializzati. L'informazione è trasportata attraverso gli assoni e la sua trasmissione è effettuata dalle sinapsi.

Struttura

Corpo cellulare. Questa parte del neurone è considerata la più importante ed è costituita dal citoplasma e dal nucleo, che creano il protoplasma, all'esterno è limitato ad una specie di membrana costituita da un doppio strato di lipidi.

A sua volta, tale strato di lipidi, che è anche comunemente chiamato strato biolipidico, è costituito da code idrofobiche e dalle stesse teste. Va notato che tali lipidi sono code l'uno all'altro e quindi creano una sorta di strato idrofobico che è in grado di far passare attraverso se stesso solo sostanze che si dissolvono nei grassi.

Sulla superficie della membrana ci sono proteine ​​che hanno la forma di globuli. Su tali membrane ci sono escrescenze di polisaccaridi, con l'aiuto dei quali la cellula ha una buona opportunità di percepire le irritazioni. fattori esterni. Qui sono presenti anche proteine ​​integrali, che in realtà penetrano attraverso l'intera superficie della membrana e in esse, a loro volta, si trovano i canali ionici.

Le cellule neuronali della corteccia cerebrale sono costituite da corpi, il diametro varia da 5 a 100 micron, che contengono un nucleo (con molti pori nucleari), così come alcuni organelli, tra cui un EPR a forma ruvida abbastanza fortemente sviluppato con ribosomi attivi .

Inoltre, i processi sono inclusi in ogni singola cellula di un neurone. Esistono due tipi principali di processi: assone e dendriti. Una caratteristica del neurone è che ha un citoscheletro sviluppato, che è effettivamente in grado di penetrare nei suoi processi.

Grazie al citoscheletro, la forma necessaria e standard della cellula viene costantemente mantenuta e i suoi fili agiscono come una sorta di "rotaie" attraverso le quali vengono trasportati organelli e sostanze, che vengono stipati in vescicole di membrana.

Dendriti e assone. L'assone si presenta come un processo piuttosto lungo, che si adatta perfettamente ai processi volti all'eccitazione di un neurone dal corpo umano.

I dendriti hanno un aspetto completamente diverso, se non altro perché la loro lunghezza è molto più breve, e hanno anche processi eccessivamente sviluppati che svolgono il ruolo di sito principale in cui iniziano a comparire le sinapsi inibitorie, che possono così influenzare il neurone, che in un breve periodo di tempo i neuroni umani sono eccitati.

Tipicamente, un neurone è composto da più dendriti alla volta. Poiché esiste un solo assone. Un neurone ha connessioni con molti altri neuroni, a volte ci sono circa 20.000 di queste connessioni.

I dendriti si dividono in modo dicotomico, a loro volta gli assoni sono in grado di fornire collaterali. Quasi ogni neurone contiene diversi mitocondri nei nodi di ramo.

Vale anche la pena notare il fatto che i dendriti non hanno alcuna guaina mielinica, mentre gli assoni possono avere un tale organo.

Una sinapsi è un luogo in cui viene stabilito un contatto tra due neuroni o tra una cellula effettrice che riceve un segnale e il neurone stesso.

La funzione principale di un tale neurone componente è la trasmissione di impulsi nervosi tra diverse cellule, mentre la frequenza del segnale può variare a seconda della velocità e dei tipi di trasmissione di questo segnale.

Va notato che alcune sinapsi sono in grado di causare la depolarizzazione dei neuroni, mentre altre, al contrario, iperpolarizzare. Il primo tipo di neuroni è chiamato eccitatorio e il secondo - inibitorio.

Di norma, affinché il processo di eccitazione di un neurone abbia inizio, diverse sinapsi eccitatorie devono agire come stimoli contemporaneamente.

Classificazione

In base al numero e alla localizzazione dei dendriti, nonché alla posizione dell'assone, i neuroni cerebrali sono divisi in neuroni unipolari, bipolari, privi di assone, multipolari e pseudounipolari. Ora vorrei considerare ciascuno di questi neuroni in modo più dettagliato.

Neuroni unipolari hanno un piccolo processo e si trovano più spesso nel nucleo sensoriale del cosiddetto nervo trigemino, situato nella parte centrale del cervello.

Neuroni senza assoni sono di piccole dimensioni e localizzate nelle immediate vicinanze del midollo spinale, cioè nelle galle intervertebrali e non hanno assolutamente alcuna divisione dei processi in assoni e dendriti; tutti i processi hanno quasi lo stesso aspetto e non ci sono differenze gravi tra di loro.

neuroni bipolari sono costituiti da un dendrite, che si trova in speciali organi sensoriali, in particolare nella griglia dell'occhio e nel bulbo, nonché un solo assone;

Neuroni multipolari hanno diversi dendriti e un assone nella propria struttura e si trovano nel sistema nervoso centrale;

Neuroni pseudounipolari sono considerati peculiari a modo loro, poiché all'inizio un solo processo parte dal corpo principale, che è costantemente diviso in molti altri, e tali processi si trovano esclusivamente nei gangli spinali.

Esiste anche una classificazione dei neuroni secondo il principio funzionale. Quindi, secondo tali dati, si distinguono neuroni efferenti, afferenti, motori e anche interneuroni.

Neuroni efferenti hanno nella loro composizione sottospecie non ultimatum e ultimatum. Inoltre, includono le cellule primarie degli organi sensibili umani.

Neuroni afferenti. I neuroni di questa categoria sono trattati come cellule primarie di sensitivi organi umani e cellule pseudounipolari che hanno dendriti con terminazioni libere.

Neuroni associativi. La funzione principale di questo gruppo di neuroni è l'implementazione della comunicazione tra tipi di neuroni efferenti afferenti. Tali neuroni sono divisi in proiezione e commissurale.

Sviluppo e crescita

I neuroni iniziano a svilupparsi da una piccola cellula, che è considerata il suo predecessore e smette di dividersi anche prima che si formino i primi processi.

Va notato che al momento gli scienziati non hanno ancora studiato a fondo la questione dello sviluppo e della crescita dei neuroni, ma stanno costantemente lavorando in questa direzione.

Nella maggior parte dei casi, gli assoni si sviluppano per primi, seguiti dai dendriti. Alla fine del processo, che inizia a svilupparsi costantemente, si forma un ispessimento di una forma specifica e insolita per tale cellula, e quindi viene aperto un percorso attraverso il tessuto che circonda i neuroni.

Questo ispessimento è comunemente chiamato il cono di crescita delle cellule nervose. Questo cono è costituito da una parte appiattita del processo della cellula nervosa, che a sua volta è costituita da un gran numero di spine piuttosto sottili.

Le microspine hanno uno spessore da 0,1 a 0,2 micron e in lunghezza possono raggiungere i 50 micron. Parlando direttamente dell'area piatta e ampia del cono, va notato che tende a modificare i propri parametri.

Ci sono degli spazi tra le microspighe del cono, che sono completamente ricoperte da una membrana piegata. Le microspine si muovono basi permanenti, grazie al quale, in caso di danno, i neuroni vengono ripristinati e acquisiscono la forma necessaria.

Vorrei notare che ogni singola cellula si muove a modo suo, quindi se una di esse si allunga o si espande, la seconda può deviare in direzioni diverse o addirittura aderire al substrato.

Il cono di crescita è completamente riempito di vescicole membranose, che sono caratterizzate da dimensioni troppo piccole e forma irregolare, nonché da connessioni tra loro.

Inoltre, il cono di crescita contiene neurofilamenti, mitocondri e microtubuli. Tali elementi hanno la capacità di muoversi a grande velocità.

Se confrontiamo le velocità di movimento degli elementi del cono e del cono stesso, va sottolineato che sono approssimativamente le stesse, e quindi si può concludere che durante il periodo di crescita non si osservano né assemblaggi né disturbi dei microtubuli.

Probabilmente, il nuovo materiale della membrana inizia ad essere aggiunto già alla fine del processo. Il cono di crescita è un sito di endocitosi ed esocitosi piuttosto rapida, confermata dal gran numero di vescicole che si trovano qui.

Di norma, la crescita di dendriti e assoni è preceduta dal momento della migrazione delle cellule neuronali, cioè quando i neuroni immaturi si stabiliscono e iniziano a esistere nello stesso luogo permanente.

Il cervello umano è il più produttivo in natura. Costituisce fino al 2,5% del peso corporeo ed è in grado di svilupparsi per tutta la vita. Se guardi il cervello dal punto di vista della scienza, diventa chiaro che ogni persona è un vero superuomo. I neuroni sono più veloci di Sapsan, l'incapacità di fare il solletico e il giocoleria invece dei nootropici: T&P ha raccolto 10 fatti sul cervello umano che possono trasformare la nostra idea di noi stessi.

Il tuo cervello è composto da circa 100 miliardi di neuroni. Se ognuno di loro fosse una stella, un terzo della Via Lattea si adatterebbe al cranio. Ci sono cinque sezioni del cervello: il midollo allungato, il romboencefalo, che comprende il cervelletto e il ponte, mesencefalo, diencefalo e proencefalo, rappresentati dai grandi emisferi. Ognuno di loro svolge dozzine e persino centinaia di funzioni diverse.

La velocità di trasferimento delle informazioni nel tuo cervello può raggiungere i 432 km/h. Per fare un confronto, la velocità dei treni Sapsan che circolano tra Mosca e San Pietroburgo è di circa 250 km/h. Se il Sapsan si muovesse alla stessa velocità del tuo cervello, coprirebbe la distanza tra due città in 1 ora e 36 minuti.

Numero medio di pensieri , che ti vengono in mente ogni giorno - circa 70.000. Con tale attività, il cervello è costretto a dimenticare costantemente le informazioni non necessarie per non sovraccaricarsi e proteggersi da spiacevoli esperienze emotive. Ciò ti consente di pensare più velocemente e di assorbire nuove informazioni più facilmente.

Tuttavia, nel corso della tua vita, il tuo lungo termine la memoria può memorizzare fino a 1 quadrilione (1 milione di miliardi) di singoli bit di informazioni . Ciò equivale a 25.000 DVD.

Quando il cervello è sveglio, produce da 10 a 23 watt di energia. Questo è sufficiente per alimentare una lampadina elettrica. Ecco perché questo articolo giustifica pienamente il suo status di simbolo tradizionale di intuizioni e nuove idee.

Nuove connessioni fisiche tra i neuroni vengono create ogni volta che si memorizza qualcosa. Questo può essere fatto non solo nello stato di veglia, ma anche nella fase sonno REM. Gli scienziati hanno scoperto che in esso una persona è in grado di apprendere nuove informazioni ed eseguire compiti non familiari (ad esempio, memorizzare brani musicali). Durante il sonno REM grandi muscoli i corpi si rilassano, l'attività cerebrale aumenta e i bulbi oculari iniziano a muoversi attivamente sotto le palpebre. Ogni notte si verificano dalle 9 alle 12 fasi "veloci". In totale, rappresentano dal 20 al 25% del sonno di una notte. Ciò significa che su 80 anni di vita in questo stato, una persona trascorre da 5 a 6,5 ​​anni.

Il tuo cervello smette di crescere attivamente e diventa un "adulto" a 18 anni. Tuttavia, non smette di svilupparsi. Particolarmente ben addestrate sono le capacità di socializzazione e comunicazione con le altre persone, di cui è responsabile la corteccia prefrontale. Può crescere fino a 40 anni o più. La capacità di crescere per tutta la vita è preservata anche in altre aree: ad esempio nell'ippocampo, che è responsabile della memoria. Studi condotti nel Regno Unito hanno dimostrato che i tassisti londinesi, che conoscono bene la città, hanno, in media, quest'area del cervello più delle persone che svolgono altre professioni. Era particolarmente importante per i conducenti che lavoravano in città il numero più grande anni.

Il mito che usi solo il 10% del tuo cervello non è vero. Ogni parte del cervello ha una funzione nota. Ad esempio, grazie al lavoro di due aree in miniatura chiamate amigdala situate all'interno dei lobi temporali del cervello, è possibile riconoscere senza parole i sentimenti sui volti delle altre persone e il loro stato d'animo. Ma il desiderio di ridere di una battuta richiede il coinvolgimento di cinque diverse aree del cervello contemporaneamente.

Hai più dei soli cinque sensi conosciuti: vista, udito, tatto, olfatto e gusto. Hai anche un meta-senso chiamato propriocezione , che combina la conoscenza del tuo cervello di ciò che i tuoi muscoli stanno facendo con un senso delle dimensioni, della forma e della posizione del tuo corpo nello spazio. Grazie alla propriocezione, sai dove sono le parti del tuo corpo l'una rispetto all'altra e puoi toccare la punta del naso con il dito con gli occhi chiusi. Ma farsi il solletico è impossibile: il tuo cervello è in grado di distinguere tra i tuoi tocchi e i tocchi dall'esterno, anche se questi ultimi sono previsti.

La pratica quotidiana di giocoleria cambierebbe il tuo cervello in soli sette giorni : nei lobi parietali avresti più sostanza bianca responsabile della coordinazione dei movimenti. Ciò dimostra che il cervello può svilupparsi e adattarsi molto rapidamente.

omg, recuperati

Durante i suoi 100 anni di storia, la neuroscienza ha aderito al dogma che il cervello adulto non è soggetto a cambiamenti. Si credeva che una persona potesse perdere cellule nervose, ma non acquisirne di nuove. Infatti, se il cervello fosse capace di cambiamenti strutturali, come verrebbe preservato?

La pelle, il fegato, il cuore, i reni, i polmoni e il sangue possono creare nuove cellule per sostituire quelle danneggiate. Fino a poco tempo, gli esperti ritenevano che questa capacità di rigenerarsi non si estendesse al sistema nervoso centrale, costituito dal cervello e.

I neuroscienziati sono alla ricerca di modi per migliorare la salute del cervello da decenni. La strategia di trattamento si basava sul reintegrare la mancanza di neurotrasmettitori, sostanze chimiche che trasmettono messaggi alle cellule nervose (neuroni). Nella malattia di Parkinson, ad esempio, il cervello del paziente perde la capacità di produrre il neurotrasmettitore dopamina perché le cellule che lo producono muoiono. Il "parente" chimico della dopamina, L-Dopa, può alleviare temporaneamente le condizioni del paziente, ma non curarlo. Per sostituire i neuroni che muoiono in malattie neurologiche come l'Huntington e il Parkinson e lesioni, i neuroscienziati stanno cercando di impiantare cellule staminali derivate da embrioni. Recentemente, i ricercatori si sono interessati ai neuroni derivati ​​da cellule staminali embrionali umane, che, in determinate condizioni, possono essere trasformate in qualsiasi tipo di cellula umana nelle piastre di Petri.

Mentre ci sono molti vantaggi per le cellule staminali, la capacità del sistema nervoso adulto di autoripararsi dovrebbe ovviamente essere coltivata. Per fare ciò, è necessario introdurre sostanze che stimolino il cervello a formare le proprie cellule e ripristinare i circuiti nervosi danneggiati.

Cellule nervose neonate

Negli anni '60 - '70. i ricercatori hanno concluso che il sistema nervoso centrale dei mammiferi è in grado di rigenerarsi. I primi esperimenti hanno mostrato che i rami principali dei neuroni e degli assoni del cervello adulto possono riprendersi dopo il danno. Presto fu scoperta la nascita di nuovi neuroni nel cervello di uccelli adulti, scimmie e umani; neurogenesi.

Sorge la domanda: se il sistema nervoso centrale può formarne di nuovi, è in grado di riprendersi in caso di malattia o infortunio? Per rispondere è necessario capire come avviene la neurogenesi nel cervello adulto e come sia possibile.

La nascita di nuove cellule avviene gradualmente. Le cosiddette cellule staminali multipotenti nel cervello iniziano periodicamente a dividersi, dando origine ad altre cellule staminali che possono crescere in neuroni o cellule di supporto, dette. Ma per la maturazione, le cellule neonatali devono evitare l'influenza delle cellule staminali multipotenti, che solo la metà di loro riesce - il resto muore. Questo spreco ricorda il processo che si verifica nel corpo prima della nascita e nella prima infanzia, quando vengono prodotte più cellule nervose di quelle necessarie per formare un cervello. Sopravvivono solo coloro che formano legami attivi con gli altri.

Il fatto che la cellula giovane sopravvissuta diventi un neurone o una cellula gliale dipende da quale parte del cervello finisce e da quali processi avverranno durante questo periodo. Ci vuole più di un mese perché un nuovo neurone funzioni completamente. inviare e ricevere informazioni. In questo modo. la neurogenesi non è un evento occasionale. un processo. che è regolato da sostanze. chiamati fattori di crescita. Ad esempio, un fattore chiamato "riccio sonico" (riccio sonico), scoperto per la prima volta negli insetti, regola la capacità di proliferazione dei neuroni immaturi. Fattore tacca e classe di molecole. chiamate proteine ​​morfogenetiche ossee sembrano determinare se una nuova cellula diventa gliale o neurale. Non appena succede. altri fattori di crescita. come il fattore neurotrofico di origine cerebrale (BDNF). neurotrofine e fattore di crescita insulino-simile (IGF) iniziano a sostenere l'attività vitale della cellula, stimolandone la maturazione.

Scena

Nuovi neuroni non sorgono per caso nel cervello adulto dei mammiferi. apparentemente. si formano solo in vuoti pieni di liquido in - nei ventricoli, così come nell'ippocampo - una struttura nascosta nel profondo del cervello. a forma di cavalluccio marino. I neuroscienziati hanno dimostrato che le cellule che sono destinate a diventare neuroni. passare dai ventricoli ai bulbi olfattivi. che ricevono informazioni dalle cellule situate nella mucosa nasale e sono sensibili a Nessuno sa esattamente perché il bulbo olfattivo abbia bisogno di così tanti nuovi neuroni. È più facile intuire perché l'ippocampo ne ha bisogno: poiché questa struttura è importante per ricordare nuove informazioni, probabilmente neuroni extra. contribuiscono al rafforzamento delle connessioni tra le cellule nervose, aumentando la capacità del cervello di elaborare e memorizzare le informazioni.

I processi di neurogenesi si trovano anche al di fuori dell'ippocampo e del bulbo olfattivo, ad esempio nella corteccia prefrontale, sede dell'intelligenza e della logica. così come in altre aree del cervello adulto e del midollo spinale. Recentemente sono comparsi sempre più dettagli sui meccanismi molecolari che controllano la neurogenesi e sugli stimoli chimici che la regolano. e abbiamo il diritto di sperare. che nel tempo sarà possibile stimolare artificialmente la neurogenesi in qualsiasi parte del cervello. Sapendo come i fattori di crescita e il microambiente locale guidano la neurogenesi, i ricercatori sperano di sviluppare terapie in grado di riparare i cervelli malati o danneggiati.

Stimolando la neurogenesi, è possibile migliorare le condizioni del paziente in alcune malattie neurologiche. Ad esempio. il motivo è il blocco dei vasi cerebrali, a causa del quale i neuroni muoiono a causa della mancanza di ossigeno. Dopo un ictus, la neurogenesi inizia a svilupparsi nell'ippocampo, cercando di "curare" il tessuto cerebrale danneggiato con l'aiuto di nuovi neuroni. La maggior parte delle cellule neonatali muore, ma alcune migrano con successo nell'area danneggiata e si trasformano in neuroni a tutti gli effetti. Nonostante il fatto che questo non sia sufficiente per compensare i danni in caso di ictus grave. la neurogenesi può aiutare il cervello dopo i microictus, che spesso passano inosservati. Ora i neuroscienziati stanno cercando di utilizzare il fattore di crescita vasculo-epidermico (VEGF) e fattore di crescita dei fibroblasti (FGF) per favorire il recupero naturale.

Entrambe le sostanze sono grandi molecole che difficilmente attraversano la barriera ematoencefalica, cioè una rete di cellule strettamente intrecciate che rivestono i vasi sanguigni del cervello. Nel 1999, un'azienda biotecnologica Wyeth-Ayerst Laboratori e Scios dalla California ha sospeso gli studi clinici sull'FGF utilizzato per. perché le sue molecole non sono entrate nel cervello. Alcuni ricercatori hanno cercato di risolvere questo problema collegando la molecola FGF con l'altro, che ha fuorviato la cellula e l'ha costretta a catturare l'intero complesso di molecole e a trasferirlo al tessuto cerebrale. Altri scienziati hanno cellule geneticamente modificate che producono FGF. e trapiantato nel cervello. Finora, tali esperimenti sono stati condotti solo su animali.

La stimolazione della neurogenesi può essere efficace nel trattamento della depressione. ragione principale che (oltre alla predisposizione genetica) è considerata cronica. limitante, come sai. il numero di neuroni nell'ippocampo. Molti dei farmaci fabbricati. mostrato nella depressione. compreso il prozac. migliorare la neurogenesi negli animali. È interessante notare che ci vuole un mese per alleviare una sindrome depressiva con l'aiuto di questo farmaco - la stessa quantità. quanto e per l'attuazione della neurogenesi. Forse. la depressione è in parte causata da un rallentamento di questo processo nell'ippocampo. Più recente ricerche cliniche utilizzando tecniche di imaging del sistema nervoso confermato. che nei pazienti con depressione cronica l'ippocampo è più piccolo che nelle persone sane. Uso a lungo termine di antidepressivi. sembra. stimola la neurogenesi: nei roditori. a cui sono stati somministrati questi farmaci per diversi mesi. Nuovi neuroni sono nati nell'ippocampo.

Le cellule staminali neuronali danno origine a nuove cellule cerebrali. Si dividono periodicamente in due aree principali: nei ventricoli (viola), che sono pieni di liquido cerebrospinale, che nutre il sistema nervoso centrale, e nell'ippocampo (blu) - una struttura necessaria per l'apprendimento e la memoria. Con proliferazione delle cellule staminali (in fondo) si formano nuove cellule staminali e cellule progenitrici, che possono trasformarsi in neuroni o cellule di supporto chiamate cellule gliali (astrociti e dendrociti). Tuttavia, la differenziazione delle cellule nervose neonatali può avvenire solo dopo che si sono allontanate dai loro antenati. (frecce rosse), che, in media, solo la metà di loro riesce, e il resto muore. Nel cervello adulto sono stati trovati nuovi neuroni nell'ippocampo e nei bulbi olfattivi, essenziali per l'olfatto. Gli scienziati sperano di costringere il cervello adulto a ripararsi facendo sì che le cellule staminali o progenitrici neuronali si dividano e si sviluppino dove e quando necessario.

Le cellule staminali come metodo di trattamento

I ricercatori considerano due tipi di cellule staminali un potenziale strumento per riparare i cervelli danneggiati. In primo luogo, le cellule staminali neuronali adulte: rare cellule primarie conservate dalle prime fasi dello sviluppo embrionale, che si trovano in almeno due aree del cervello. Possono dividersi per tutta la vita, dando origine a nuovi neuroni e cellule di supporto chiamate glia. Il secondo tipo comprende le cellule staminali embrionali umane, isolate da embrioni in uno stadio di sviluppo molto precoce, quando l'intero embrione è costituito da un centinaio di cellule. Queste cellule staminali embrionali possono dare origine a qualsiasi cellula del corpo.

La maggior parte degli studi monitora la crescita delle cellule staminali neuronali nei piatti di coltura. Possono dividersi lì, essere geneticamente etichettati e quindi trapiantati di nuovo nel sistema nervoso adulto. In esperimenti finora condotti solo sugli animali, le cellule attecchiscono bene e possono differenziarsi in neuroni maturi in due aree del cervello dove avviene normalmente la formazione di nuovi neuroni: nell'ippocampo e nei bulbi olfattivi. Tuttavia, in altre aree, le cellule staminali neurali prelevate dal cervello adulto sono lente a diventare neuroni, sebbene possano diventare glia.

Il problema con le cellule staminali neurali adulte è che sono ancora immature. Se il cervello adulto in cui sono trapiantati non genera i segnali necessari per stimolare il loro sviluppo in un certo tipo di neurone - come un neurone ippocampale - moriranno, diventeranno una cellula gliale o rimarranno una cellula staminale indifferenziata. Per risolvere questo problema, è necessario determinare quali segnali biochimici causano neuronali cellula staminale diventare un neurone di questo tipo, e quindi dirigere lo sviluppo della cellula lungo questo percorso proprio nel piatto di coltura. Si prevede che dopo il trapianto in una determinata regione del cervello, queste cellule rimarranno neuroni dello stesso tipo, formeranno connessioni e inizieranno a funzionare.

Fare collegamenti importanti

Poiché trascorre circa un mese dal momento della divisione di una cellula staminale neuronale fino all'inclusione del suo discendente nei circuiti funzionali del cervello, il ruolo di questi nuovi neuroni è probabilmente determinato non tanto dal lignaggio della cellula, ma da come cellule nuove ed esistenti si collegano tra loro (formando sinapsi) e con i neuroni esistenti, formando circuiti nervosi. Nel processo di sinaptogenesi, le cosiddette spine sui processi laterali, o dendriti, di un neurone sono collegate al ramo principale, o assone, di un altro neurone.

Studi recenti mostrano che le spine dendritiche (in fondo) possono cambiare forma in pochi minuti. Ciò suggerisce che la sinaptogenesi può essere alla base dell'apprendimento e della memoria. Micrografie a un colore del cervello di un topo vivo (rosso, giallo, verde e blu) sono stati presi un giorno a parte. L'immagine multicolore (all'estrema destra) è costituita dalle stesse foto sovrapposte. Le aree inalterate appaiono quasi bianche.

Aiuta il cervello

Un'altra malattia che provoca la neurogenesi è il morbo di Alzheimer. Come dimostrato da recenti studi, negli organi del topo. in cui sono stati introdotti i geni di una persona affetta dal morbo di Alzheimer. sono state trovate varie deviazioni della neurogenesi dalla norma. Come risultato di questo intervento, l'animale produce in eccesso una forma mutante del precursore del peptide amiloide umano e il livello dei neuroni nell'ippocampo diminuisce. E l'ippocampo dei topi con un gene umano mutante. codificante per la proteina presenilina. aveva un piccolo numero di cellule in divisione e. rispettivamente. meno neuroni sopravvissuti. introduzione FGF direttamente nel cervello degli animali indebolì la tendenza; quindi. I fattori di crescita possono essere un buon trattamento per questa malattia devastante.

La fase successiva della ricerca riguarda i fattori di crescita che controllano le varie fasi della neurogenesi (cioè la nascita di nuove cellule, la migrazione e la maturazione delle cellule giovani), nonché i fattori che inibiscono ciascuna fase. Per curare malattie come la depressione, in cui diminuisce il numero di cellule in divisione, è necessario trovare sostanze farmacologiche o altri metodi di influenza. potenziando la proliferazione cellulare. Con l'epilessia, a quanto pare. nascono nuove cellule. ma poi migrano nella direzione sbagliata e hanno bisogno di essere capiti. come dirigere i neuroni "sbagliati" nella giusta direzione. Nel glioma cerebrale maligno, le cellule gliali proliferano e formano tumori mortali in crescita. Anche se le cause del glioma non sono ancora chiare. alcuni credono. che risulta dalla crescita incontrollata delle cellule staminali del cervello. Il glioma può essere trattato con composti naturali. regolare la divisione di tali cellule staminali.

Per il trattamento di un ictus, è importante scoprirlo. quali fattori di crescita garantiscono la sopravvivenza dei neuroni e stimolano la trasformazione delle cellule immature in neuroni sani. Con tali malattie. come la malattia di Huntington. sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e morbo di Parkinson (quando tipi cellulari molto specifici muoiono, portando allo sviluppo di sintomi cognitivi o motori specifici). questo processo si verifica più spesso, poiché le cellule. a cui queste malattie sono associate si trovano in aree limitate.

Sorge la domanda: come controllare il processo di neurogenesi sotto questo o quel tipo di influenza per controllare il numero di neuroni, poiché anche il loro eccesso è pericoloso? Ad esempio, in alcune forme di epilessia, le cellule staminali neurali continuano a dividersi anche dopo che i nuovi neuroni hanno perso la capacità di stabilire connessioni utili. I neuroscienziati suggeriscono che le cellule "sbagliate" rimangono immature e finiscono nel posto sbagliato. formando il cosiddetto. displasia corticale ficiale (FCD), generando scariche epilettiformi e provocando crisi epilettiche. È possibile che l'introduzione di fattori di crescita nell'ictus. Il morbo di Parkinson e altre malattie possono causare la divisione delle cellule staminali neurali troppo rapidamente e portare a sintomi simili. Pertanto, i ricercatori dovrebbero prima esplorare l'applicazione dei fattori di crescita per indurre la nascita, la migrazione e la maturazione dei neuroni.

Nel trattamento della lesione del midollo spinale, la SLA o le cellule staminali devono essere costrette a produrre oligodendrociti, un tipo di cellula gliale. Sono necessari per la comunicazione dei neuroni tra loro. perché isolano lunghi assoni che passano da un neurone all'altro. impedendo la dispersione del segnale elettrico che passa attraverso l'assone. È noto che le cellule staminali del midollo spinale hanno la capacità di produrre oligodendrociti di tanto in tanto. I ricercatori hanno utilizzato fattori di crescita per stimolare questo processo negli animali con lesione del midollo spinale e hanno visto risultati positivi.

Carica per il cervello

Una delle caratteristiche importanti della neurogenesi nell'ippocampo è che un individuo personale può influenzare la velocità di divisione cellulare, il numero di giovani neuroni sopravvissuti e la loro capacità di integrarsi nella rete nervosa. Ad esempio. quando i topi adulti vengono spostati da gabbie ordinarie e anguste a gabbie più comode e spaziose. hanno un aumento significativo della neurogenesi. I ricercatori hanno scoperto che l'esercizio dei topi su una ruota da corsa era sufficiente per raddoppiare il numero di cellule in divisione nell'ippocampo, portando a un drammatico aumento del numero di nuovi neuroni. È interessante notare che l'esercizio fisico regolare può alleviare la depressione nelle persone. Forse. ciò è dovuto all'attivazione della neurogenesi.

Se gli scienziati imparano a controllare la neurogenesi, la nostra comprensione delle malattie e delle lesioni cerebrali cambierà radicalmente. Per il trattamento sarà possibile utilizzare sostanze che stimolano selettivamente alcune fasi della neurogenesi. L'effetto farmacologico sarà combinato con la fisioterapia, che migliora la neurogenesi e stimola alcune aree del cervello a integrare nuove cellule in esse. Tenere conto della relazione tra neurogenesi e stress mentale e fisico ridurrà il rischio di malattie neurologiche e migliorerà i processi riparativi naturali nel cervello.

Stimolando la crescita dei neuroni nel cervello persone sane saranno in grado di migliorare lo stato del loro corpo. Tuttavia, è improbabile che apprezzino le iniezioni di fattori di crescita che difficilmente penetrano nella barriera ematoencefalica dopo l'iniezione nel flusso sanguigno. Pertanto, gli esperti sono alla ricerca di farmaci. che potrebbe essere prodotto sotto forma di compresse. Tale farmaco stimolerà il lavoro dei geni che codificano per i fattori di crescita direttamente nel cervello umano.

È anche possibile migliorare l'attività cerebrale attraverso la terapia genica e il trapianto cellulare: cellule cresciute artificialmente che producono fattori di crescita specifici. può essere impiantato in alcune aree del cervello umano. Si propone inoltre di introdurre nel corpo umano i geni che codificano per la produzione vari fattori crescita e virus. in grado di fornire questi geni alle cellule cerebrali desiderate.

Non è ancora chiaro. quale dei metodi sarà il più promettente. Lo dimostrano gli studi sugli animali. che l'uso di fattori di crescita può interrompere il normale funzionamento del cervello. I processi di crescita possono causare la formazione di tumori e le cellule trapiantate possono perdere il controllo e provocare lo sviluppo del cancro. Un tale rischio può essere giustificato solo se forme gravi Malattia di Huntington. Alzheimer o Parkinson.

Il modo migliore per stimolare l'attività cerebrale è un'intensa attività intellettuale combinata con uno stile di vita sano: l'attività fisica. buon cibo e buon riposo. È anche confermato sperimentalmente. cosa influenza le connessioni cerebrali ambiente. Forse. un giorno nelle case e negli uffici, le persone creeranno e manterranno un ambiente appositamente arricchito per migliorare la funzione cerebrale.

Se è possibile comprendere i meccanismi di autoguarigione del sistema nervoso, nel prossimo futuro i ricercatori padroneggeranno i metodi. permettendoti di utilizzare le tue risorse cerebrali per il suo ripristino e miglioramento.

Fred Gage

(Nel mondo dei ragni, n. 12, 2003)

La cellula è il perno organismo biologico. Il sistema nervoso umano è costituito da cellule del cervello e del midollo spinale (neuroni). Sono molto diversi nella struttura, hanno un numero enorme di funzioni diverse volte all'esistenza del corpo umano come specie biologica.

In ogni neurone si verificano simultaneamente migliaia di reazioni volte a mantenere il metabolismo della cellula nervosa stessa e l'implementazione delle sue funzioni principali: elaborare e analizzare una vasta gamma di informazioni in arrivo, nonché generare e inviare comandi ad altri neuroni, muscoli, vari corpi e tessuti corporei. Il lavoro ben coordinato di combinazioni di neuroni nella corteccia cerebrale costituisce la base del pensiero e della coscienza.

Funzioni della membrana cellulare

I componenti strutturali più importanti dei neuroni, come qualsiasi altra cellula, sono le membrane cellulari. Di solito hanno una struttura multistrato e sono costituiti da una classe speciale di composti grassi: i fosfolipidi, nonché dal ...

Il sistema nervoso è la parte più complessa e poco studiata del nostro corpo. Consiste di 100 miliardi di cellule - neuroni e cellule gliali, che sono circa 30 volte di più. Fino ad oggi, gli scienziati sono riusciti a studiare solo il 5% delle cellule nervose. Tutto il resto è ancora un mistero che i medici stanno cercando di risolvere con ogni mezzo.

Neurone: struttura e funzioni

Il neurone è il principale elemento strutturale del sistema nervoso, che si è evoluto dalle cellule neurorefector. La funzione delle cellule nervose è quella di rispondere agli stimoli mediante contrazione. Queste sono cellule in grado di trasmettere informazioni utilizzando un impulso elettrico, mezzi chimici e meccanici.

Per lo svolgimento delle funzioni, i neuroni sono motori, sensoriali e intermedi. Le cellule nervose sensoriali trasmettono informazioni dai recettori al cervello, dalle cellule motorie ai tessuti muscolari. I neuroni intermedi sono in grado di svolgere entrambe le funzioni.

Anatomicamente, i neuroni sono costituiti da un corpo e due ...

La possibilità di un trattamento efficace dei bambini con disturbi dello sviluppo psiconeurologico si basa sulle seguenti proprietà del corpo del bambino e del suo sistema nervoso:

1. Capacità rigenerative del neurone stesso, dei suoi processi e delle reti neuronali che fanno parte dei sistemi funzionali. Il lento trasporto del citoscheletro lungo i processi della cellula nervosa ad una velocità di 2 mm/giorno determina anche la rigenerazione dei processi neuronali danneggiati o sottosviluppati alla stessa velocità. La morte di alcuni neuroni e la loro carenza nella rete neuronale è più o meno completamente compensata dal lancio di ramificazioni axo-dendritiche delle restanti cellule nervose con la formazione di nuove connessioni interneuronali aggiuntive.

2. Compensazione del danno ai neuroni e alle reti neuronali nel cervello collegando i gruppi neuronali vicini per svolgere una funzione persa o sottosviluppata. Neuroni sani, loro assoni e dendriti, entrambi attivi e di riserva, nella lotta per il territorio funzionale...

omg, recuperati

Durante i suoi 100 anni di storia, la neuroscienza ha aderito al dogma che il cervello adulto non è soggetto a cambiamenti. Si credeva che una persona potesse perdere cellule nervose, ma non acquisirne di nuove. Infatti, se il cervello fosse capace di cambiamenti strutturali, come verrebbe preservata la memoria?

La pelle, il fegato, il cuore, i reni, i polmoni e il sangue possono creare nuove cellule per sostituire quelle danneggiate. Fino a poco tempo, gli esperti ritenevano che questa capacità di rigenerarsi non si estendesse al sistema nervoso centrale, che consiste nel cervello e nel midollo spinale.

Tuttavia, negli ultimi cinque anni, i neuroscienziati hanno scoperto che il cervello cambia nel corso della vita: si formano nuove cellule per far fronte alle difficoltà che si presentano. Questa plasticità aiuta il cervello a riprendersi da lesioni o malattie, aumentando il suo potenziale.

I neuroscienziati hanno cercato modi per migliorare...

I neuroni cerebrali si formano durante lo sviluppo prenatale. Ciò accade a causa della crescita di un certo tipo di cellule, dei loro movimenti e quindi della differenziazione, durante la quale cambiano forma, dimensione e funzione. La maggior parte dei neuroni muore durante lo sviluppo fetale, molti continuano a farlo dopo la nascita e per tutta la vita di una persona, che è geneticamente incorporata. Ma insieme a questo fenomeno, accade un'altra cosa: il ripristino dei neuroni in alcune regioni del cervello.

Il processo mediante il quale avviene la formazione di una cellula nervosa (sia nel periodo prenatale che nella vita) è chiamato "neurogenesi".

L'affermazione ampiamente nota che le cellule nervose non si rigenerano fu fatta una volta nel 1928 da Santiago Ramon-i-Halem, un neuroistologo spagnolo. Questa disposizione è durata fino alla fine del secolo scorso, fino a quando è apparso un articolo scientifico di E. Gould e C. Cross, in cui sono stati forniti fatti che provano la produzione di nuovi ...

I neuroni del cervello sono divisi in base alla classificazione in cellule con un certo tipo di funzione. Ma, forse, dopo la ricerca del Duke Institute, guidato dal professore associato di biologia cellulare, pediatria e neuroscienze Chai Kuo, apparirà una nuova unità strutturale (Chay Kuo).

Ha descritto le cellule cerebrali che sono in grado indipendentemente di trasmettere informazioni e avviare la trasformazione. Il meccanismo della loro azione è nell'influenza di uno dei tipi di neuroni nella zona subventricolare (chiamata anche subependimale) sulla cellula staminale neurale. Comincia a trasformarsi in un neurone. La scoperta è interessante perché dimostra che il ripristino dei neuroni cerebrali sta diventando una realtà per la medicina.

Teoria di Chai Kuo

Il ricercatore osserva che la possibilità di sviluppo neuronale è stata discussa anche prima di lui, ma per la prima volta ha scoperto e descritto cosa e come include il meccanismo d'azione. Le cellule neuronali che si trovano nella zona subventricolare (SVZ) che descrive per prime. Nella zona del cervello...

Il ripristino degli organi e delle funzioni del corpo preoccupa le persone nei seguenti casi: dopo una singola, ma eccessiva assunzione di bevande alcoliche (una festa in qualche occasione solenne) e durante la riabilitazione dopo la dipendenza da alcol, cioè come risultato di sistematica e uso prolungato di alcol.

Nel processo di una sorta di festa abbondante (compleanno, matrimonio, Capodanno, festa, ecc.), Una persona consuma una porzione molto grande di alcol per un periodo di tempo minimo. È chiaro che il corpo non sente nulla di buono in questi momenti. Il danno maggiore di tali vacanze è ricevuto da quelle persone che di solito si astengono dal bere alcolici o lo prendono di rado e in piccole dosi. Queste persone hanno difficoltà a recuperare il cervello dopo l'alcol al mattino.

Devi sapere che solo il 5% dell'alcol viene escreto dal corpo con l'aria espirata, attraverso la sudorazione e la minzione. Il restante 95% è ossidato all'interno...

Farmaci per il recupero della memoria

Gli amminoacidi aiutano a migliorare la formazione di GABA nel cervello: glicina, triptofano, lisina (preparati "glicina", "aviton ginkgovite"). Si consiglia di usarli con mezzi per migliorare afflusso di sangue cerebrale("cavinton", "trental", "vintocetin") e aumentano il metabolismo energetico dei neuroni ("Coenzima Q10"). Ginkgo è usato per stimolare i neuroni in molti paesi del mondo.

L'esercizio quotidiano, la normalizzazione della nutrizione e la routine quotidiana aiuteranno a migliorare la memoria. Puoi allenare la tua memoria: ogni giorno devi imparare piccole poesie, lingue straniere. Non sovraccaricare il cervello. Per migliorare la nutrizione cellulare, si consiglia di assumere farmaci speciali progettati per migliorare la memoria.

Farmaci efficaci per normalizzare e migliorare la memoria

Diprenile. Un farmaco che neutralizza l'azione delle neurotossine che entrano nel corpo con il cibo. Protegge le cellule cerebrali dallo stress, supporta...

Fino agli anni '90, i neurologi erano fermamente convinti che la rigenerazione del cervello fosse impossibile. Nella comunità scientifica è stata formulata una falsa idea sui tessuti "stazionari", che includevano principalmente il tessuto del sistema nervoso centrale, dove presumibilmente non ci sono cellule staminali. Si credeva che la divisione delle cellule nervose potesse essere osservata solo in alcune strutture cerebrali del feto e nei bambini solo nei primi due anni di vita. Quindi si presumeva che la crescita cellulare si fermasse e iniziasse lo stadio di formazione dei contatti intercellulari nelle reti neurali. Durante questo periodo, ogni neurone forma centinaia e forse migliaia di sinapsi con le cellule vicine. In media, si ritiene che circa 100 miliardi di neuroni funzionino nelle reti neurali del cervello adulto. L'affermazione che il cervello adulto non si rigenera è diventata un mito assioma. Gli scienziati che hanno espresso un'opinione diversa sono stati accusati di incompetenza e nel nostro paese è successo che hanno perso il lavoro. La natura si nasconde...

Gli ictus non fanno più paura? Sviluppi moderni...

Tutte le malattie vengono dai nervi! Anche i bambini conoscono questa saggezza popolare. Non tutti, però, sanno che nel linguaggio della scienza medica ha un significato specifico e ben definito. È particolarmente importante conoscerlo per le persone i cui cari hanno subito un ictus. Molti di loro sono ben consapevoli che, nonostante il difficile trattamento in corso, le funzioni perse in una persona cara non vengono completamente ripristinate. Inoltre, più tempo è trascorso dal momento del problema, minore è la probabilità del ritorno della parola, dei movimenti, della memoria. Quindi, come si ottiene una svolta nel recupero di una persona cara? Per rispondere a questa domanda, devi conoscere il "nemico in faccia" - per capire il motivo principale.

"TUTTE LE MALATTIE DAI NERVI!"

Il sistema nervoso coordina tutte le funzioni del corpo e gli fornisce la capacità di adattarsi all'ambiente esterno. Il cervello è il suo collegamento centrale. Questo è il computer principale del nostro corpo, che regola il lavoro di tutti ...

Un argomento per chi preferisce pensare al ripristino delle cellule nervose.

Per creare un'immagine mentale appropriata :)

Le cellule nervose si rigenerano

Scienziati israeliani hanno scoperto un intero biotoolkit per sostituire i nervi morti. Si è scoperto che i linfociti T, che fino ad ora erano considerati "sconosciuti dannosi", lo stanno facendo.

Alcuni anni fa, gli scienziati hanno confutato la famosa affermazione "le cellule nervose non si rigenerano": si è scoperto che una parte del cervello lavora per rigenerare le cellule nervose per tutta la vita. Soprattutto quando si stimola l'attività cerebrale e l'attività fisica. Ma come esattamente il cervello sappia che è ora di accelerare il processo di rigenerazione, nessuno lo sa ancora.

Per comprendere il meccanismo di recupero del cervello, gli scienziati hanno iniziato a esaminare tutti i tipi di cellule che erano stati precedentemente trovati nella testa delle persone e il motivo per trovarli non era chiaro. E lo studio di una delle sottospecie di leucociti si è rivelato un successo - ...

"Le cellule nervose non si rigenerano" - mito o realtà?

Come disse l'eroe di Leonid Bronevoy, il medico della contea: "la testa è un oggetto oscuro, non è oggetto di ricerca ...". Un compatto accumulo di cellule nervose chiamato cervello, sebbene sia stato studiato a lungo dai neurofisiologi, gli scienziati non sono ancora stati in grado di ottenere risposte a tutte le domande relative al funzionamento dei neuroni.

L'essenza della domanda

Qualche tempo fa, fino agli anni '90 del secolo scorso, si credeva che il numero di neuroni nel corpo umano avesse un valore costante e che fosse impossibile ripristinare le cellule nervose cerebrali danneggiate se perse. In parte, questa affermazione è effettivamente vera: durante lo sviluppo dell'embrione, la natura depone un'enorme riserva di cellule.

Anche prima della nascita, un neonato perde quasi il 70% dei neuroni formati a causa della morte cellulare programmata: l'apoptosi. La morte neuronale continua per tutta la vita.

A partire dall'età di trent'anni, questo processo ...

Le cellule nervose del cervello umano si rigenerano

Finora si sapeva che le cellule nervose si rigenerano solo negli animali. Recentemente, tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che nella parte del cervello umano responsabile dell'olfatto, i neuroni maturi sono formati da cellule progenitrici. Un giorno potranno aiutare a "riparare" il cervello ferito.

Ogni giorno, la pelle cresce di 0,002 millimetri. I nuovi globuli già pochi giorni dopo l'avvio della loro produzione nel midollo osseo, svolgono le loro funzioni principali. Con le cellule nervose, tutto è molto più problematico. Sì, le terminazioni nervose vengono ripristinate nelle braccia, nelle gambe e nello spessore della pelle. Ma nel sistema nervoso centrale - nel cervello e nel midollo spinale - questo non accade. Pertanto, una persona con un midollo spinale danneggiato non sarà più in grado di correre. Inoltre, il tessuto nervoso viene irrevocabilmente distrutto a causa di un ictus.

Di recente, però, sono emerse nuove indicazioni che anche il cervello umano è in grado di produrre nuovi...

Per molti anni, le persone hanno creduto che le cellule nervose non fossero in grado di rigenerarsi, il che significa che era impossibile curare molte malattie associate al loro danno. Ora gli scienziati hanno trovato il modo di ripristinare le cellule cerebrali al fine di prolungare l'intera vita del paziente, in cui ricorderà molti dettagli.

Esistono diverse condizioni per il recupero delle cellule cerebrali, se la malattia non è andata troppo oltre e non si è verificata una completa perdita di memoria. Il corpo dovrebbe ricevere una quantità sufficiente di vitamine che aiuteranno a mantenere la capacità di concentrarsi su un problema, ricordare le cose necessarie. Per fare questo, devi mangiare cibi che li contengano, questi sono pesce, banane, noci e carne rossa. Gli esperti ritengono che il numero di pasti non dovrebbe essere superiore a tre e che è necessario mangiare fino a quando non appare la sazietà, questo aiuterà le cellule cerebrali a ottenere le sostanze necessarie. L'alimentazione è di grande importanza per la prevenzione delle malattie nervose, non dovresti lasciarti trasportare ...

L'espressione alata "Le cellule nervose non si riprendono" è percepita da tutti fin dall'infanzia come una verità indiscutibile. Tuttavia, questo assioma non è altro che un mito e nuovi dati scientifici lo confutano.

Rappresentazione schematica di una cellula nervosa, o neurone, che consiste in un corpo con un nucleo, un assone e diversi dendriti.

I neuroni differiscono l'uno dall'altro per dimensioni, ramificazione dei dendriti e lunghezza degli assoni.

Il concetto di "glia" include tutte le cellule del tessuto nervoso che non sono neuroni.

I neuroni sono geneticamente programmati per migrare nell'una o nell'altra parte del sistema nervoso, dove, con l'aiuto di processi, stabiliscono connessioni con altre cellule nervose.

Le cellule nervose morte vengono distrutte dai macrofagi che entrano nel sistema nervoso dal sangue.

Fasi di formazione del tubo neurale nell'embrione umano.

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La natura pone nel cervello in via di sviluppo un altissimo margine di sicurezza: durante l'embriogenesi si forma un grande eccesso di neuroni. Quasi il 70% di loro...

La pantocalcina è un farmaco che agisce attivamente sul metabolismo cerebrale, lo protegge dagli effetti nocivi e, prima di tutto, dalla mancanza di ossigeno, ha un effetto inibitorio e allo stesso tempo leggermente attivante sul sistema nervoso centrale (SNC).

Come agisce la pantocalcina sul sistema nervoso centrale

Il pantocalcina lo è farmaco nootropico, la cui azione principale è associata alle funzioni cognitive (cognitive) del cervello, il farmaco è disponibile in compresse da 250 e 500 mg.

Il principale ingrediente attivo della pantocalcina è l'acido hopantenico, che nella sua composizione chimica e proprietà è simile a acido gamma-aminobutirrico(GABA) è una sostanza biologicamente attiva in grado di potenziare tutti i processi metabolici nel cervello.

Se assunta per via orale, la pantocalcina viene rapidamente assorbita nel tratto gastrointestinale, distribuita attraverso i tessuti ed entra nel cervello, dove penetra ...

Il sistema nervoso è la parte più complessa del corpo umano. Comprende circa 85 miliardi di cellule nervose e gliali. Ad oggi, gli scienziati sono stati in grado di studiare solo il 5% dei neuroni. L'altro 95% è ancora un mistero, quindi numerosi studi sono in corso su questi componenti del cervello umano.

Considera come funziona il cervello umano, ovvero la sua struttura cellulare.

La struttura di un neurone è composta da 3 componenti principali:

1. Corpo cellulare

Questa parte della cellula nervosa è la parte chiave, che comprende il citoplasma e i nuclei, che insieme creano il protoplasma, sulla cui superficie si forma un confine di membrana, costituito da due strati di lipidi. Sulla superficie della membrana ci sono proteine ​​che rappresentano la forma dei globuli.

Le cellule nervose della corteccia sono costituite da corpi contenenti un nucleo, oltre a una serie di organelli, inclusa un'area di dispersione a forma ruvida che si sviluppa in modo intensivo ed efficiente che ha ribosomi attivi.

2. Dendriti e assone

L'assone sembra essere un lungo processo che si adatta efficacemente ai processi eccitatori del corpo umano.

I dendriti hanno una struttura anatomica completamente diversa. La loro principale differenza rispetto all'assone è che hanno una lunghezza molto più breve e sono anche caratterizzati dalla presenza di processi sviluppati in modo anomalo che svolgono le funzioni del sito principale. In quest'area iniziano a comparire sinapsi inibitorie, grazie alle quali esiste la capacità di influenzare direttamente il neurone stesso.

Una parte significativa dei neuroni è costituita in misura maggiore da dendriti, mentre è presente un solo assone. Una cellula nervosa ha molte connessioni con altre cellule. In alcuni casi, il numero di questi collegamenti supera 25.000.

Una sinapsi è un luogo in cui si forma un processo di contatto tra due cellule. La funzione principale è la trasmissione di impulsi tra celle diverse, mentre la frequenza del segnale può variare a seconda della velocità e del tipo di trasmissione di tale segnale.

Di norma, per avviare il processo eccitatorio di una cellula nervosa, diverse sinapsi eccitatorie possono agire come stimoli.

Qual è il triplo cervello umano

Nel 1962, il neuroscienziato Paul McLean identificò tre cervelli umani, vale a dire:

1. rettiliano

Questo tipo rettiliano di cervello umano esiste da più di 100 milioni di anni. Ha un impatto significativo sulle qualità comportamentali di una persona. La sua funzione principale è quella di gestire il comportamento di base, che include funzioni quali:

• Riproduzione basata sugli istinti umani
• Aggressione
• Desiderio di controllare tutto
• Segui determinati schemi
• imitare, ingannare
• Combatti per avere influenza sugli altri

Inoltre, il cervello rettiliano umano è caratterizzato da caratteristiche come compostezza in relazione agli altri, mancanza di empatia, completa indifferenza per le conseguenze delle proprie azioni in relazione agli altri. Inoltre, questo tipo non è in grado di riconoscere una minaccia immaginaria con un pericolo reale. Di conseguenza, in alcune situazioni, soggioga completamente la mente e il corpo di una persona.

1. Emotivo (sistema limbico)

Sembra essere il cervello di un mammifero, la cui età è di circa 50 milioni di anni.

Responsabile di tali caratteristiche funzionali di un individuo come:

• Sopravvivenza, autoconservazione e autodifesa
• Governa il comportamento sociale, compresa la maternità e la genitorialità
• Partecipa alla regolazione delle funzioni degli organi, dell'olfatto, del comportamento istintivo, della memoria, del sonno e della veglia e di molti altri

Questo cervello è quasi completamente identico al cervello degli animali.

1. Visivo

È il cervello che svolge le funzioni del nostro pensiero. In altre parole, è la mente razionale. È la struttura più giovane, la cui età non supera i 3 milioni di anni.

Sembra essere ciò che chiamiamo ragione, che include abilità come;

• meditare
• Disegna inferenze
• Capacità di analisi

Si distingue per la presenza del pensiero spaziale, dove sorgono caratteristiche immagini visive.

Classificazione dei neuroni

Ad oggi, sono state distinte una serie di classificazioni di cellule neuronali. Una delle classificazioni più comuni dei neuroni si distingue per il numero di processi e il luogo della loro localizzazione, vale a dire:

1. Multipolare. Queste cellule sono caratterizzate da un grande accumulo nel SNC. Si presentano con un assone e diversi dendriti.
2. Bipolare. Sono caratterizzati da un assone e un dendrite e si trovano nella retina, nel tessuto olfattivo, nonché nei centri uditivi e vestibolari.

Inoltre, a seconda delle funzioni svolte, i neuroni sono divisi in 3 grandi gruppi:

1. Afferente

Responsabile del processo di trasmissione del segnale dai recettori al sistema nervoso centrale. Differiscono in quanto:

• Primario. I primari si trovano nei nuclei spinali, che si legano ai recettori.
• Secondario. Si trovano nei tubercoli visivi e svolgono le funzioni di trasmissione di segnali ai dipartimenti sovrastanti. Questo tipo di cellule non si lega ai recettori, ma riceve segnali dalle cellule dei neurociti.

2. Efferente o motore

Questo tipo forma la trasmissione dell'impulso ad altri centri e organi del corpo umano. Ad esempio, i neuroni della zona motoria sono piramidali, che trasmettono un segnale ai motoneuroni del midollo spinale. Una caratteristica fondamentale dei motoneuroni efferenti è la presenza di un assone di notevole lunghezza, che ha un'elevata velocità di trasmissione del segnale di eccitazione.

Le cellule nervose efferenti di diverse sezioni della corteccia cerebrale collegano queste sezioni tra loro. Queste connessioni neurali nel cervello forniscono relazioni all'interno e tra gli emisferi, quindi, che sono responsabili del funzionamento del cervello nel processo di apprendimento, riconoscimento degli oggetti, affaticamento, ecc.

3. Inserimento o associativo

Questo tipo esegue l'interazione tra i neuroni ed elabora anche i dati che sono stati trasmessi dalle cellule sensibili e quindi li trasmette ad altre cellule nervose intercalari o motorie. Queste cellule sembrano essere più piccole delle cellule afferenti ed efferenti. Gli assoni sono rappresentati in piccola parte, ma la rete dei dendriti è piuttosto estesa.

Gli esperti hanno concluso che le cellule nervose immediate che sono localizzate nel cervello sono i neuroni associativi del cervello e il resto regola l'attività del cervello al di fuori di se stesso.

Le cellule nervose si riprendono

La scienza moderna presta sufficiente attenzione ai processi di morte e ripristino delle cellule nervose. L'intero corpo umano ha la capacità di riprendersi, ma le cellule nervose del cervello hanno una tale opportunità?

Anche nel processo di concepimento, il corpo è sintonizzato sulla morte delle cellule nervose.

Un certo numero di scienziati afferma che il numero di cellule cancellate è di circa l'1% all'anno. Sulla base di questa affermazione, si scopre che il cervello si sarebbe già esaurito fino alla perdita della capacità di eseguire cose elementari. Tuttavia, questo processo non si verifica e il cervello continua a funzionare fino alla sua morte.

Ogni tessuto del corpo si ripristina autonomamente dividendo le cellule "viventi". Tuttavia, dopo una serie di studi sulla cellula nervosa, le persone hanno scoperto che la cellula non si divide. Si sostiene che nuove cellule cerebrali si formino come risultato della neurogenesi, che inizia nel periodo prenatale e continua per tutta la vita.

La neurogenesi è la sintesi di nuovi neuroni dai precursori - cellule staminali, che successivamente si differenziano e si formano in neuroni maturi.

Tale processo è stato descritto per la prima volta nel 1960, ma a quel tempo questo processo non era supportato da nulla.

Ulteriori ricerche hanno confermato che la neurogenesi può verificarsi in specifiche regioni del cervello. Una di queste aree è lo spazio attorno ai ventricoli cerebrali. Il secondo sito comprende l'ippocampo, che si trova direttamente vicino ai ventricoli. L'ippocampo svolge le funzioni della nostra memoria, del pensiero e delle emozioni.

Di conseguenza, la capacità di memorizzare e pensare si forma nel processo della vita sotto l'influenza di vari fattori. Come si può notare da quanto sopra, il nostro cervello, sebbene sia stato identificato solo il 5% delle sue strutture, evidenzia ancora una serie di fatti che confermano la capacità delle cellule nervose di riprendersi.

Conclusione

Non dimenticare che per il pieno funzionamento delle cellule nervose, dovresti sapere come migliorare le connessioni neurali del cervello. Molti esperti notano che la principale garanzia di neuroni sani è una dieta e uno stile di vita sani e solo allora è possibile utilizzare un supporto farmacologico aggiuntivo.

Organizza il tuo sonno, abbandona l'alcol, il fumo e alla fine le tue cellule nervose ti ringrazieranno.

Il cervello umano ha una caratteristica sorprendente: è in grado di produrre nuove cellule. C'è un'opinione secondo cui la fornitura di cellule cerebrali è illimitata, ma questa affermazione è lontana dalla verità. Naturalmente, la loro produzione intensiva cade sui primi periodi di sviluppo dell'organismo, con l'età questo processo rallenta, ma non si ferma. Ma questo, sfortunatamente, compensa solo una parte insignificante delle cellule uccise inconsciamente da una persona a causa, a prima vista, di abitudini innocue.

1. Privazione del sonno

Gli scienziati non sono ancora stati in grado di confutare la loro teoria del sonno completo, che insiste su 7-9 ore di sonno. È questa durata del processo notturno che consente al cervello di svolgere pienamente il suo lavoro e di attraversare in modo produttivo tutte le fasi "sonnolente". Altrimenti, come dimostrano gli studi condotti sui roditori, il 25% delle cellule cerebrali responsabili della risposta fisiologica all'ansia e allo stress muoiono. Gli scienziati ritengono che un meccanismo simile di morte cellulare a causa della mancanza di sonno funzioni anche nell'uomo, ma queste sono ancora solo ipotesi che, a loro avviso, potranno essere testate nel prossimo futuro.

2. Fumare

malattie cardiache, ictus, Bronchite cronica, enfisema, cancro: questo non è un elenco completo degli effetti negativi causati dalla dipendenza da una sigaretta. Uno studio del 2002 del National Institute of Health francese e ricerca medica non ha lasciato dubbi sul fatto che il fumo uccide le cellule cerebrali. E sebbene gli esperimenti siano stati finora condotti sui topi, gli scienziati sono completamente sicuri che allo stesso modo questo cattiva abitudine colpisce le cellule cerebrali umane. Ciò è stato confermato da uno studio condotto da scienziati indiani, a seguito del quale i ricercatori sono riusciti a trovare nelle sigarette un composto pericoloso per il corpo umano, chiamato nitrosoammina chetone derivato dalla nicotina. NNK accelera le reazioni dei bianchi cellule del sangue cervello, inducendoli ad attaccare le cellule cerebrali sane.

3. Disidratazione

Non è un segreto che il corpo umano contenga molta acqua e il cervello non fa eccezione. Il suo costante rifornimento è necessario sia per il corpo nel suo insieme che per il cervello in particolare. In caso contrario, vengono attivati ​​processi che interrompono il funzionamento di interi sistemi e uccidono le cellule cerebrali. Di norma, molto spesso ciò accade dopo aver bevuto alcol, che sopprime il lavoro dell'ormone vasopressina, che è responsabile della ritenzione di acqua nel corpo. Inoltre, può verificarsi disidratazione a causa dell'esposizione prolungata a temperature elevate (ad esempio, esposizione alla luce solare aperta o in una stanza soffocante). Ma il risultato, come nel caso delle bevande forti, può avere un esito disastroso: la distruzione delle cellule cerebrali. Ciò comporta malfunzionamenti nel sistema nervoso e influisce sulle capacità intellettuali di una persona.

4. Stress

Lo stress è considerato una reazione abbastanza utile del corpo, che si attiva a seguito della comparsa di qualsiasi possibile minaccia. I principali difensori sono gli ormoni surrenali (cortisolo, adrenalina e norepinefrina), che mettono l'organismo in piena allerta e quindi ne garantiscono la sicurezza. Ma una quantità eccessiva di questi ormoni (ad esempio, in una situazione stress cronico), in particolare il cortisolo, può causare la morte delle cellule cerebrali e lo sviluppo di terribili malattie dovute all'immunità indebolita. La distruzione delle cellule cerebrali può portare allo sviluppo di malattie mentali (schizofrenia) e un sistema immunitario indebolito, di regola, è accompagnato dallo sviluppo di gravi disturbi, i più comuni dei quali sono malattie cardiovascolari, cancro e diabete.

5. Droghe

I farmaci sono sostanze chimiche specifiche che distruggono le cellule cerebrali e interrompono i sistemi di comunicazione in esse contenuti. Come risultato dell'azione delle sostanze stupefacenti, vengono attivati ​​recettori che provocano la produzione di segnali anormali che causano manifestazioni allucinogene. Questo processo si verifica a causa di un forte aumento del livello di alcuni ormoni, che colpisce il corpo in due modi. Da un lato, una grande quantità, ad esempio, di dopamina contribuisce all'effetto euforia, ma dall'altro danneggia i neuroni responsabili della regolazione dell'umore. Più questi neuroni sono danneggiati, più è difficile raggiungere uno stato di "beatitudine". Pertanto, il corpo richiede una dose crescente di sostanze stupefacenti, mentre sviluppa dipendenza.

tessuto nervoso- il principale elemento strutturale del sistema nervoso. v composizione del tessuto nervoso include cellule nervose altamente specializzate - neuroni, e cellule neurogliali svolgere funzioni di supporto, secretorie e protettive.

Neuroneè l'unità strutturale e funzionale di base del tessuto nervoso. Queste cellule sono in grado di ricevere, elaborare, codificare, trasmettere e archiviare informazioni, stabilire contatti con altre cellule. Le caratteristiche uniche di un neurone sono la capacità di generare scariche bioelettriche (impulsi) e trasmettere informazioni lungo i processi da una cellula all'altra utilizzando terminazioni specializzate -.

Lo svolgimento delle funzioni di un neurone è facilitato dalla sintesi nel suo axoplasma di sostanze-trasmettitori - neurotrasmettitori: acetilcolina, catecolamine, ecc.

Il numero di neuroni cerebrali si avvicina a 10 11 . Un neurone può avere fino a 10.000 sinapsi. Se questi elementi sono considerati cellule di immagazzinamento delle informazioni, allora possiamo concludere che il sistema nervoso può immagazzinare 10 19 unità. informazioni, cioè capace di contenere quasi tutta la conoscenza accumulata dall'uomo. Pertanto, l'idea che il cervello umano ricordi tutto ciò che accade nel corpo e quando comunica con l'ambiente è abbastanza ragionevole. Tuttavia, il cervello non può estrarre da tutte le informazioni in esso memorizzate.

Alcuni tipi di organizzazione neurale sono caratteristici di varie strutture cerebrali. I neuroni che regolano una singola funzione formano i cosiddetti gruppi, insiemi, colonne, nuclei.

I neuroni differiscono per struttura e funzione.

Per struttura(a seconda del numero di processi che si estendono dal corpo cellulare) distinguere unipolare(con un processo), bipolare (con due processi) e multipolare(con molti processi) neuroni.

Secondo le proprietà funzionali allocare afferente(o centripeto) neuroni che trasportano l'eccitazione dai recettori in, efferente, il motore, motoneuroni(o centrifugo), trasmettendo l'eccitazione dal sistema nervoso centrale all'organo innervato, e intercalare, contatto o intermedio neuroni che connettono neuroni afferenti ed efferenti.

I neuroni afferenti sono unipolari, i loro corpi giacciono nei gangli spinali. Il processo che si estende dal corpo cellulare è diviso a forma di T in due rami, uno dei quali va al sistema nervoso centrale e svolge la funzione di un assone, e l'altro si avvicina ai recettori ed è un lungo dendrite.

La maggior parte dei neuroni efferenti e intercalari sono multipolari (Fig. 1). I neuroni intercalari multipolari si trovano in gran numero nelle corna posteriori del midollo spinale e si trovano anche in tutte le altre parti del sistema nervoso centrale. Possono anche essere bipolari, come i neuroni retinici che hanno un dendrite ramificato corto e un lungo assone. I motoneuroni si trovano principalmente nelle corna anteriori del midollo spinale.

Riso. 1. La struttura della cellula nervosa:

1 - microtubuli; 2 - un lungo processo di una cellula nervosa (assone); 3 - reticolo endoplasmatico; 4 - nucleo; 5 - neuroplasma; 6 - dendriti; 7 - mitocondri; 8 - nucleolo; 9 - guaina mielinica; 10 - intercettazione di Ranvier; 11 - la fine dell'assone

neuroglia

neuroglia, o glia, - un insieme di elementi cellulari del tessuto nervoso, formati da cellule specializzate di varie forme.

Fu scoperto da R. Virchow e da lui chiamato neuroglia, che significa "colla nervosa". Le cellule della neuroglia riempiono lo spazio tra i neuroni, rappresentando il 40% del volume del cervello. Le cellule gliali sono 3-4 volte più piccole delle cellule nervose; il loro numero nel SNC dei mammiferi raggiunge i 140 miliardi Con l'età, il numero di neuroni nel cervello umano diminuisce e il numero di cellule gliali aumenta.

È stato stabilito che la neuroglia è correlata al metabolismo nel tessuto nervoso. Alcune cellule della neuroglia secernono sostanze che influenzano lo stato di eccitabilità dei neuroni. Si noti che la secrezione di queste cellule cambia in vari stati mentali. I processi di traccia a lungo termine nel SNC sono associati allo stato funzionale della neuroglia.

Tipi di cellule gliali

Secondo la natura della struttura delle cellule gliali e la loro posizione nel SNC, distinguono:

• astrociti (astroglia);
• oligodendrociti (oligodendroglia);
• cellule microgliali (microglia);
• cellule di Schwann.

Le cellule gliali svolgono funzioni di supporto e protezione dei neuroni. Sono inclusi nella struttura. astrociti sono le cellule gliali più numerose, che riempiono gli spazi tra i neuroni e la copertura. Impediscono la diffusione dei neurotrasmettitori che si diffondono dalla fessura sinaptica nel SNC. Gli astrociti hanno recettori per i neurotrasmettitori, la cui attivazione può causare fluttuazioni nella differenza di potenziale di membrana e cambiamenti nel metabolismo degli astrociti.

Gli astrociti circondano strettamente i capillari dei vasi sanguigni del cervello, situati tra loro e i neuroni. Su questa base, si suggerisce che gli astrociti svolgano un ruolo importante nel metabolismo dei neuroni, regolando la permeabilità capillare per alcune sostanze.

Una delle funzioni importanti degli astrociti è la loro capacità di assorbire gli ioni K+ in eccesso, che possono accumularsi nello spazio intercellulare durante un'elevata attività neuronale. Nelle aree di stretto adattamento degli astrociti si formano canali di giunzione gap, attraverso i quali gli astrociti possono scambiare vari piccoli ioni e, in particolare, ioni K+. Ciò aumenta la loro capacità di assorbire ioni K+. Accumulo incontrollato di ioni K+ nello spazio interneuronale porterebbe ad un aumento dell'eccitabilità dei neuroni. Pertanto, gli astrociti, assorbendo un eccesso di ioni K+ dal liquido interstiziale, impediscono un aumento dell'eccitabilità dei neuroni e la formazione di focolai di maggiore attività neuronale. La comparsa di tali focolai nel cervello umano può essere accompagnata dal fatto che i loro neuroni generano una serie di impulsi nervosi, chiamati scariche convulsive.

Gli astrociti sono coinvolti nella rimozione e distruzione dei neurotrasmettitori che entrano negli spazi extrasinaptici. Pertanto, prevengono l'accumulo di neurotrasmettitori negli spazi interneuronali, che potrebbe portare a disfunzioni cerebrali.

Neuroni e astrociti sono separati da spazi intercellulari di 15-20 µm, chiamati spazio interstiziale. Gli spazi interstiziali occupano fino al 12-14% del volume cerebrale. Un'importante proprietà degli astrociti è la loro capacità di assorbire CO2 dal fluido extracellulare di questi spazi, e quindi mantenere una stabilità pH cerebrale.

Gli astrociti sono coinvolti nella formazione di interfacce tra il tessuto nervoso e i vasi cerebrali, il tessuto nervoso e le membrane cerebrali nel processo di crescita e sviluppo del tessuto nervoso.

Oligodendrociti caratterizzato dalla presenza di un numero limitato di processi brevi. Una delle loro funzioni principali è formazione della guaina mielinica delle fibre nervose all'interno del SNC. Queste cellule si trovano anche in prossimità dei corpi dei neuroni, ma il significato funzionale di questo fatto è sconosciuto.

cellule microgliali costituiscono il 5-20% del numero totale di cellule gliali e sono sparse in tutto il SNC. È stato stabilito che gli antigeni della loro superficie sono identici agli antigeni dei monociti del sangue. Ciò indica la loro origine dal mesoderma, la penetrazione nel tessuto nervoso durante lo sviluppo embrionale e la successiva trasformazione in cellule microgliali morfologicamente riconoscibili. A questo proposito, è generalmente accettato che la funzione più importante della microglia sia quella di proteggere il cervello. È stato dimostrato che quando il tessuto nervoso è danneggiato, il numero di cellule fagocitiche aumenta a causa dei macrofagi del sangue e dell'attivazione delle proprietà fagocitiche della microglia. Rimuovono i neuroni morti, le cellule gliali ei loro elementi strutturali, fagocitano le particelle estranee.

cellule di Schwann formano la guaina mielinica delle fibre nervose periferiche al di fuori del SNC. La membrana di questa cellula si avvolge ripetutamente e lo spessore della guaina mielinica risultante può superare il diametro della fibra nervosa. La lunghezza delle sezioni mieliniche della fibra nervosa è di 1-3 mm. Negli intervalli tra loro (intercettazioni di Ranvier), la fibra nervosa rimane ricoperta solo da una membrana superficiale che ha eccitabilità.

Una delle proprietà più importanti della mielina è la sua elevata resistenza alla corrente elettrica. È dovuto all'alto contenuto di sfingomielina e altri fosfolipidi nella mielina, che gli conferiscono proprietà di isolamento dalla corrente. Nelle aree della fibra nervosa ricoperte di mielina, il processo di generazione degli impulsi nervosi è impossibile. Gli impulsi nervosi vengono generati solo sulla membrana di intercettazione di Ranvier, che fornisce una maggiore velocità di conduzione degli impulsi nervosi nelle fibre nervose mielinizzate rispetto a quelle non mielinizzate.

È noto che la struttura della mielina può essere facilmente disturbata in danni infettivi, ischemici, traumatici e tossici al sistema nervoso. Allo stesso tempo, si sviluppa il processo di demielinizzazione delle fibre nervose. Soprattutto la demielinizzazione si sviluppa nella malattia della sclerosi multipla. Come risultato della demielinizzazione, la velocità di conduzione degli impulsi nervosi lungo le fibre nervose diminuisce, la velocità di trasmissione delle informazioni al cervello dai recettori e dai neuroni agli organi esecutivi diminuisce. Ciò può portare a una ridotta sensibilità sensoriale, disturbi del movimento, regolazione degli organi interni e altre gravi conseguenze.

Struttura e funzioni dei neuroni

Neurone(cellula nervosa) è un'unità strutturale e funzionale.

La struttura anatomica e le proprietà del neurone ne garantiscono l'attuazione funzioni principali: implementazione del metabolismo, ottenimento di energia, percezione di vari segnali e loro elaborazione, formazione o partecipazione a risposte, generazione e conduzione di impulsi nervosi, combinando neuroni in circuiti neurali che forniscono sia le reazioni riflesse più semplici che le più elevate funzioni integrative del cervello.

I neuroni sono costituiti da un corpo di una cellula nervosa e da processi: un assone e dendriti.

Riso. 2. Struttura di un neurone

corpo della cellula nervosa

Corpo (pericarione, soma) Il neurone e i suoi processi sono ricoperti da una membrana neuronale. La membrana del corpo cellulare differisce dalla membrana dell'assone e dei dendriti per il contenuto di vari recettori, la presenza su di essa.

Il corpo del neurone contiene il neuroplasma e il nucleo separato da esso da membrane, il reticolo endoplasmatico ruvido e liscio, l'apparato di Golgi e i mitocondri. I cromosomi del nucleo dei neuroni contengono un insieme di geni che codificano per la sintesi di proteine ​​necessarie per la formazione della struttura e l'attuazione delle funzioni del corpo del neurone, dei suoi processi e delle sinapsi. Queste sono proteine ​​​​che svolgono le funzioni di enzimi, vettori, canali ionici, recettori, ecc. Alcune proteine ​​​​svolgono funzioni mentre si trovano nel neuroplasma, mentre altre sono incorporate nelle membrane degli organelli, nei processi del soma e dei neuroni. Alcuni di essi, ad esempio gli enzimi necessari per la sintesi dei neurotrasmettitori, vengono consegnati al terminale assonale mediante trasporto assonale. Nel corpo cellulare vengono sintetizzati i peptidi necessari per l'attività vitale di assoni e dendriti (ad esempio fattori di crescita). Pertanto, quando il corpo di un neurone è danneggiato, i suoi processi degenerano e collassano. Se il corpo del neurone viene preservato e il processo è danneggiato, si verifica il suo lento recupero (rigenerazione) e il ripristino dell'innervazione dei muscoli o degli organi denervati.

Il sito di sintesi proteica nei corpi dei neuroni è il reticolo endoplasmatico ruvido (granuli tigroidi o corpi di Nissl) o ribosomi liberi. Il loro contenuto nei neuroni è maggiore che nelle cellule gliali o in altre cellule del corpo. Nel reticolo endoplasmatico liscio e nell'apparato di Golgi, le proteine ​​acquisiscono la loro caratteristica conformazione spaziale, vengono smistate e inviate a trasportare flussi verso le strutture del corpo cellulare, i dendriti o l'assone.

In numerosi mitocondri di neuroni, a seguito dei processi di fosforilazione ossidativa, si forma ATP, la cui energia viene utilizzata per mantenere l'attività vitale del neurone, il funzionamento delle pompe ioniche e per mantenere l'asimmetria delle concentrazioni di ioni su entrambi i lati della membrana. Di conseguenza, il neurone è costantemente pronto non solo a percepire vari segnali, ma anche a rispondere ad essi: la generazione di impulsi nervosi e il loro uso per controllare le funzioni di altre cellule.

Nei meccanismi di percezione di vari segnali da parte dei neuroni prendono parte i recettori molecolari della membrana del corpo cellulare, i recettori sensoriali formati da dendriti e le cellule sensibili di origine epiteliale. I segnali provenienti da altre cellule nervose possono raggiungere il neurone attraverso numerose sinapsi formate sui dendriti o sul gel del neurone.

Dendriti di una cellula nervosa

dendriti i neuroni formano un albero dendritico, la natura della ramificazione e le cui dimensioni dipendono dal numero di contatti sinaptici con altri neuroni (Fig. 3). Sui dendriti di un neurone ci sono migliaia di sinapsi formate dagli assoni o dai dendriti di altri neuroni.

Riso. 3. Contatti sinaptici dell'interneurone. Le frecce a sinistra mostrano il flusso di segnali afferenti ai dendriti e al corpo dell'interneurone, a destra - la direzione di propagazione dei segnali efferenti dell'interneurone ad altri neuroni

Le sinapsi possono essere eterogenee sia nella funzione (inibitoria, eccitatoria) che nel tipo di neurotrasmettitore utilizzato. La membrana dendritica coinvolta nella formazione delle sinapsi è la loro membrana postsinaptica, che contiene i recettori (canali ionici ligando-dipendenti) per il neurotrasmettitore utilizzato in questa sinapsi.

Le sinapsi eccitatorie (glutamatergiche) si trovano principalmente sulla superficie dei dendriti, dove sono presenti elevazioni o escrescenze (1-2 micron), chiamate spine. Ci sono canali nella membrana delle spine, la cui permeabilità dipende dalla differenza di potenziale transmembrana. Nel citoplasma dei dendriti nella regione delle spine sono stati trovati messaggeri secondari della trasduzione del segnale intracellulare, nonché ribosomi, su cui la proteina viene sintetizzata in risposta ai segnali sinaptici. Il ruolo esatto delle spine rimane sconosciuto, ma è chiaro che aumentano la superficie dell'albero dendritico per la formazione di sinapsi. Le spine sono anche strutture neuronali per la ricezione dei segnali in ingresso e per l'elaborazione. I dendriti e le spine assicurano la trasmissione delle informazioni dalla periferia al corpo del neurone. La membrana dendritica è polarizzata durante la falciatura a causa della distribuzione asimmetrica degli ioni minerali, del funzionamento delle pompe ioniche e della presenza di canali ionici al suo interno. Queste proprietà sono alla base del trasferimento di informazioni attraverso la membrana sotto forma di correnti circolari locali (elettrotonicamente) che si verificano tra le membrane postsinaptiche e le aree della membrana dendrite adiacenti ad esse.

Le correnti locali durante la loro propagazione lungo la membrana dei dendriti si attenuano, ma risultano essere di grandezza sufficiente a trasmettere alla membrana del corpo neuronale segnali che sono arrivati ​​attraverso gli input sinaptici ai dendriti. Nella membrana dendritica non sono stati ancora trovati canali del sodio e del potassio voltaggio-dipendenti. Non ha eccitabilità e la capacità di generare potenziali d'azione. Tuttavia, è noto che il potenziale d'azione che si forma sulla membrana della collinetta assonale può propagarsi lungo di essa. Il meccanismo di questo fenomeno è sconosciuto.

Si presume che i dendriti e le spine facciano parte delle strutture neurali coinvolte nei meccanismi di memoria. Il numero di spine è particolarmente alto nei dendriti dei neuroni nella corteccia cerebellare, nei gangli della base e nella corteccia cerebrale. L'area dell'albero dendritico e il numero di sinapsi sono ridotti in alcune aree della corteccia cerebrale degli anziani.

assone neuronale

assone - un ramo di una cellula nervosa che non si trova in altre cellule. A differenza dei dendriti, il cui numero è diverso per un neurone, l'assone di tutti i neuroni è lo stesso. La sua lunghezza può raggiungere fino a 1,5 m Nel punto di uscita dell'assone dal corpo del neurone, c'è un ispessimento: il tumulo dell'assone, coperto da una membrana plasmatica, che viene presto ricoperta di mielina. L'area della collinetta dell'assone che non è coperta dalla mielina è chiamata segmento iniziale. Gli assoni dei neuroni, fino ai loro rami terminali, sono ricoperti da una guaina mielinica, interrotta da intercettazioni di Ranvier - aree microscopiche non mielinizzate (circa 1 micron).

In tutto l'assone (fibre mieliniche e non mieliniche) è ricoperto da una membrana fosfolipidica a doppio strato con molecole proteiche incorporate, che svolgono le funzioni di trasporto di ioni, canali ionici voltaggio-dipendenti, ecc. Le proteine ​​sono distribuite uniformemente nella membrana del nervo amielinico fibra, e si trovano nella membrana della fibra nervosa mielinizzata prevalentemente nelle intercettazioni di Ranvier. Poiché nell'assoplasma non sono presenti reticolo ruvido e ribosomi, è ovvio che queste proteine ​​​​vengono sintetizzate nel corpo del neurone e consegnate alla membrana dell'assone tramite trasporto assonale.

Proprietà della membrana che ricopre il corpo e dell'assone di un neurone, sono diversi. Questa differenza riguarda principalmente la permeabilità della membrana agli ioni minerali ed è dovuta al contenuto di vario tipo. Se il contenuto dei canali ionici dipendenti dal ligando (comprese le membrane postsinaptiche) prevale nella membrana del corpo e nei dendriti del neurone, allora nella membrana dell'assone, specialmente nell'area dei nodi di Ranvier, c'è un'alta densità di tensione - canali sodio e potassio dipendenti.

La membrana del segmento iniziale dell'assone ha il valore di polarizzazione più basso (circa 30 mV). Nelle aree dell'assone più distanti dal corpo cellulare, il valore del potenziale transmembrana è di circa 70 mV. Il basso valore di polarizzazione della membrana del segmento iniziale dell'assone determina che in quest'area la membrana del neurone ha la maggiore eccitabilità. È qui che i potenziali postsinaptici che si sono formati sulla membrana dei dendriti e sul corpo cellulare a seguito della trasformazione dei segnali di informazione ricevuti dal neurone nelle sinapsi vengono propagati lungo la membrana del corpo neuronale con l'aiuto di locali correnti elettriche circolari. Se queste correnti causano la depolarizzazione della membrana della collinetta dell'assone a un livello critico (E k), il neurone risponderà ai segnali di altre cellule nervose che gli arrivano generando il proprio potenziale d'azione (impulso nervoso). L'impulso nervoso risultante viene quindi trasportato lungo l'assone ad altre cellule nervose, muscolari o ghiandolari.

Sulla membrana del segmento iniziale dell'assone sono presenti spine su cui si formano sinapsi inibitorie GABAergiche. L'arrivo di segnali lungo queste linee da altri neuroni può impedire la generazione di un impulso nervoso.

Classificazione e tipi di neuroni

La classificazione dei neuroni viene effettuata sia in base alle caratteristiche morfologiche che funzionali.

Per il numero di processi si distinguono i neuroni multipolari, bipolari e pseudounipolari.

In base alla natura delle connessioni con altre cellule e alla funzione svolta, si distinguono tocco, plug-in e il motore neuroni. Tocco i neuroni sono anche chiamati neuroni afferenti e i loro processi sono centripeti. Vengono chiamati i neuroni che svolgono la funzione di trasmettere segnali tra le cellule nervose intercalare, o associativo. I neuroni i cui assoni formano sinapsi sulle cellule effettrici (muscolari, ghiandolari) sono indicati come il motore, o efferente, i loro assoni sono detti centrifughi.

Neuroni afferenti (sensoriali). percepire le informazioni con i recettori sensoriali, convertirle in impulsi nervosi e condurle al cervello e al midollo spinale. I corpi dei neuroni sensoriali si trovano nella colonna vertebrale e nel cranio. Questi sono neuroni pseudounipolari, il cui assone e dendrite si allontanano dal corpo del neurone insieme e poi si separano. Il dendrite segue la periferia degli organi e dei tessuti come parte di nervi sensibili o misti e l'assone come parte delle radici posteriori entra nelle corna dorsali del midollo spinale o come parte dei nervi cranici nel cervello.

Inserimento, o associativo, neuroni svolgere le funzioni di elaborazione delle informazioni in entrata e, in particolare, garantire la chiusura degli archi riflessi. I corpi di questi neuroni si trovano nella materia grigia del cervello e del midollo spinale.

Neuroni efferenti svolgono anche la funzione di elaborare le informazioni ricevute e trasmettere impulsi nervosi efferenti dal cervello e dal midollo spinale alle cellule degli organi esecutivi (effettori).

Attività integrativa di un neurone

Ogni neurone riceve un'enorme quantità di segnali attraverso numerose sinapsi situate sui dendriti e sul corpo, nonché attraverso i recettori molecolari nelle membrane plasmatiche, nel citoplasma e nel nucleo. Nella segnalazione vengono utilizzati molti diversi tipi di neurotrasmettitori, neuromodulatori e altre molecole di segnalazione. Ovviamente, per formare una risposta alla ricezione simultanea di più segnali, il neurone deve essere in grado di integrarli.

L'insieme dei processi che assicurano l'elaborazione dei segnali in entrata e la formazione di una risposta neuronale ad essi è incluso nel concetto attività integrativa del neurone.

La percezione e l'elaborazione dei segnali che arrivano al neurone viene effettuata con la partecipazione dei dendriti, del corpo cellulare e della collinetta assonale del neurone (Fig. 4).

Riso. 4. Integrazione di segnali da parte di un neurone.

Una delle opzioni per la loro elaborazione e integrazione (somma) è la trasformazione in sinapsi e la somma dei potenziali postsinaptici sulla membrana del corpo e dei processi del neurone. I segnali percepiti vengono convertiti nelle sinapsi in fluttuazioni nella differenza di potenziale della membrana postsinaptica (potenziali postsinaptici). A seconda del tipo di sinapsi, il segnale ricevuto può essere convertito in una piccola variazione depolarizzante (0,5-1,0 mV) nella differenza di potenziale (EPSP - le sinapsi sono mostrate nel diagramma come cerchi di luce) o iperpolarizzante (TPSP - le sinapsi sono mostrate in il diagramma come cerchi neri). Molti segnali possono arrivare simultaneamente a diversi punti del neurone, alcuni dei quali vengono trasformati in EPSP e altri in IPSP.

Queste oscillazioni della differenza di potenziale si propagano con l'aiuto di correnti circolari locali lungo la membrana del neurone in direzione della collinetta dell'assone sotto forma di onde di depolarizzazione (nel diagramma bianco) e iperpolarizzazione (nel diagramma nero), sovrapposte l'una all'altra (nel diagramma, aree grigie). Con questa sovrapposizione dell'ampiezza delle onde di una direzione, vengono riassunte e quelle opposte vengono ridotte (smussate). Questa somma algebrica della differenza di potenziale attraverso la membrana è chiamata sommatoria spaziale(Fig. 4 e 5). Il risultato di questa somma può essere sia la depolarizzazione della membrana della collinetta dell'assone e la generazione di un impulso nervoso (casi 1 e 2 in Fig. 4), sia la sua iperpolarizzazione e prevenzione del verificarsi di un impulso nervoso (casi 3 e 4 in Fig. 4).

Per spostare la differenza di potenziale della membrana della collinetta dell'assone (circa 30 mV) a Ek, deve essere depolarizzata di 10-20 mV. Ciò porterà all'apertura dei canali del sodio voltaggio-dipendenti presenti in esso e alla generazione di un impulso nervoso. Poiché la depolarizzazione della membrana può raggiungere fino a 1 mV al ricevimento di un AP e la sua trasformazione in un EPSP, e tutta la propagazione alla collinetta dell'assone avviene con attenuazione, la generazione di un impulso nervoso richiede l'erogazione simultanea di 40-80 impulsi nervosi da altri neuroni al neurone attraverso sinapsi eccitatorie e sommando la stessa quantità di EPSP.

Riso. 5. Somma spaziale e temporale di EPSP da parte di un neurone; a - EPSP ad un unico stimolo; e - EPSP alla stimolazione multipla da diverse afferenze; c - EPSP per stimolazione frequente attraverso una singola fibra nervosa

Se in questo momento un neurone riceve un certo numero di impulsi nervosi attraverso sinapsi inibitorie, la sua attivazione e generazione di un impulso nervoso di risposta sarà possibile con un aumento simultaneo del flusso di segnali attraverso le sinapsi eccitatorie. In condizioni in cui i segnali provenienti dalle sinapsi inibitorie provocano un'iperpolarizzazione della membrana neuronale uguale o maggiore della depolarizzazione causata dai segnali provenienti dalle sinapsi eccitatorie, la depolarizzazione della membrana del collicolo dell'assone sarà impossibile, il neurone non genererà impulsi nervosi e diventerà inattivo .

Anche il neurone funziona sommatoria del tempo Segnali EPSP e IPTS che arrivano quasi simultaneamente (vedi Fig. 5). I cambiamenti nella differenza di potenziale da essi causati nelle aree vicino-sinaptiche possono anche essere riassunti algebricamente, che è chiamata sommazione temporale.

Pertanto, ogni impulso nervoso generato da un neurone, così come il periodo di silenzio di un neurone, contiene informazioni ricevute da molte altre cellule nervose. Di solito, maggiore è la frequenza dei segnali che arrivano al neurone da altre cellule, più frequentemente genera impulsi nervosi di risposta che vengono inviati lungo l'assone ad altre cellule nervose o effettrici.

A causa del fatto che ci sono canali del sodio (anche se in un piccolo numero) nella membrana del corpo del neurone e persino dei suoi dendriti, il potenziale d'azione che si forma sulla membrana della collinetta dell'assone può diffondersi al corpo e ad alcune parti di i dendriti del neurone. Il significato di questo fenomeno non è abbastanza chiaro, ma si presume che il potenziale d'azione di propagazione appiana momentaneamente tutte le correnti locali sulla membrana, annulli i potenziali e contribuisca a una percezione più efficiente di nuove informazioni da parte del neurone.

I recettori molecolari prendono parte alla trasformazione e all'integrazione dei segnali che arrivano al neurone. Allo stesso tempo, la loro stimolazione mediante molecole di segnalazione può portare a cambiamenti nello stato dei canali ionici iniziati (da proteine ​​G, secondi mediatori), trasformazione dei segnali percepiti in fluttuazioni nella differenza di potenziale della membrana neuronale, somma e formazione di una risposta neuronale sotto forma di generazione di un impulso nervoso o sua inibizione.

La trasformazione dei segnali da parte dei recettori molecolari metabotropici del neurone è accompagnata dalla sua risposta sotto forma di una cascata di trasformazioni intracellulari. La risposta del neurone in questo caso può essere un'accelerazione del metabolismo generale, un aumento della formazione di ATP, senza il quale è impossibile aumentare la sua attività funzionale. Utilizzando questi meccanismi, il neurone integra i segnali ricevuti per migliorare l'efficienza della propria attività.

Le trasformazioni intracellulari in un neurone, avviate dai segnali ricevuti, portano spesso ad un aumento della sintesi di molecole proteiche che svolgono le funzioni di recettori, canali ionici e vettori nel neurone. Aumentando il loro numero, il neurone si adatta alla natura dei segnali in arrivo, aumentando la sensibilità a quelli più significativi e indebolendo quelli meno significativi.

La ricezione da parte di un neurone di un certo numero di segnali può essere accompagnata dall'espressione o dalla repressione di alcuni geni, ad esempio quelli che controllano la sintesi di neuromodulatori di natura peptidica. Dal momento che vengono consegnati ai terminali assonici del neurone e utilizzati in essi per potenziare o indebolire l'azione dei suoi neurotrasmettitori su altri neuroni, il neurone, in risposta ai segnali che riceve, può, a seconda delle informazioni ricevute, avere una maggiore o un effetto più debole su altre cellule nervose da esso controllate. Considerando che l'azione modulante dei neuropeptidi può durare a lungo, l'influenza di un neurone su altre cellule nervose può durare anche a lungo.

Pertanto, grazie alla capacità di integrare vari segnali, un neurone può rispondere in modo sottile con un'ampia gamma di risposte che gli consentono di adattarsi efficacemente alla natura dei segnali in ingresso e di utilizzarli per regolare le funzioni di altre cellule.

circuiti neurali

I neuroni del SNC interagiscono tra loro, formando varie sinapsi nel punto di contatto. Le schiume neurali risultanti aumentano notevolmente la funzionalità del sistema nervoso. I circuiti neurali più comuni includono: circuiti neurali locali, gerarchici, convergenti e divergenti con un input (Fig. 6).

Circuiti neurali locali formato da due o più neuroni. In questo caso, uno dei neuroni (1) darà il suo collaterale assonale al neurone (2), formando una sinapsi assosomatica sul suo corpo, e il secondo formerà una sinapsi assonale sul corpo del primo neurone. Quelli locali possono fungere da trappole in cui gli impulsi nervosi possono circolare a lungo in un cerchio formato da più neuroni.

La possibilità di circolazione a lungo termine di un'onda di eccitazione (impulso nervoso) che un tempo si verificava a causa della trasmissione ma una struttura ad anello è stata dimostrata sperimentalmente dal Professor I.A. Vetokhin negli esperimenti sull'anello nervoso della medusa.

La circolazione circolare degli impulsi nervosi lungo i circuiti neurali locali svolge la funzione di trasformazione del ritmo di eccitazione, offre la possibilità di un'eccitazione prolungata dopo la cessazione dei segnali che arrivano a loro e partecipa ai meccanismi di memorizzazione delle informazioni in arrivo.

I circuiti locali possono anche svolgere una funzione di frenatura. Un esempio è l'inibizione ricorrente, che si realizza nel più semplice circuito neurale locale del midollo spinale, formato dall'a-motoneurone e dalla cellula di Renshaw.

Riso. 6. I circuiti neurali più semplici del SNC. Descrizione nel testo

In questo caso, l'eccitazione che si è formata nel motoneurone si diffonde lungo il ramo dell'assone, attivando la cellula di Renshaw, che inibisce l'a-motoneurone.

catene convergenti sono formati da diversi neuroni, su uno dei quali (solitamente efferente) convergono o convergono gli assoni di un certo numero di altre cellule. Tali circuiti sono ampiamente distribuiti nel SNC. Ad esempio, gli assoni di molti neuroni nei campi sensoriali della corteccia convergono sui neuroni piramidali della corteccia motoria primaria. Gli assoni di migliaia di neuroni sensoriali e intercalari di vari livelli del SNC convergono sui motoneuroni delle corna ventrali del midollo spinale. I circuiti convergenti svolgono un ruolo importante nell'integrazione dei segnali da parte dei neuroni efferenti e nel coordinamento dei processi fisiologici.

Catene divergenti con un input sono formati da un neurone con un assone ramificato, ciascuno dei cui rami forma una sinapsi con un'altra cellula nervosa. Questi circuiti svolgono le funzioni di trasmissione simultanea di segnali da un neurone a molti altri neuroni. Ciò si ottiene grazie alla forte ramificazione (formazione di diverse migliaia di rami) dell'assone. Tali neuroni si trovano spesso nei nuclei della formazione reticolare del tronco cerebrale. Forniscono un rapido aumento dell'eccitabilità di numerose parti del cervello e la mobilitazione delle sue riserve funzionali.

Fino a poco tempo, l'argomento "Il numero di neuroni nel cervello umano" è rimasto risolto e sufficientemente studiato. Gli scienziati credevano che il cervello avesse circa 100 miliardi di nuclei cellulari, questa informazione è stata descritta da molti scienziati. La neurologa brasiliana Susanna Herculano-Houses ha fornito la prova che in realtà erano meno.

Un nuovo modo di contare i neuroni

Per molto tempo, il numero di neuroni è stato ottenuto passo dopo passo nel solito modo:

• ha preso un piccolo pezzo di cervello;
• i nuclei cellulari sono stati contati in esso;
• il risultato ottenuto aumentava in proporzione alle dimensioni dell'intero cervello.

Quanti neuroni nel cervello umano Suzanne ha determinato con un altro metodo molto insolito. Dopo la morte di 4 uomini anziani che hanno convenuto che i loro organi sarebbero stati utilizzati nella scienza, un medico brasiliano ha trasformato i loro cervelli in una "miscela". L'età delle persone andava dai 50 ai 71 anni, mentre la loro morte non era associata ad alcuna malattia nevralgica.

Pertanto, è stato possibile contare i nuclei cellulari appartenenti ai neuroni, risultavano essere 86 miliardi. In un'intervista con la rivista Nature, il dottor Herculano-Houses ha condiviso i risultati dell'analisi, sottolineando che nessuno dei think tank che hanno intervistato ha confermato la presenza di una somma di particelle pari a 100 miliardi. Il divario di 14 miliardi è enorme se si sa che il cervello di un babbuino ha lo stesso numero di cellule, mentre quello di un gorilla ne ha solo 7 miliardi.

Questa affermazione ha causato molte polemiche, dal momento che quasi tutti gli articoli scientifici che descrivono i neuroni specchio del cervello indicano che ce ne sono 100 miliardi.

Suzanne Herculano-Houzel concorda sul fatto che il suo metodo di brainmix ha rivelato nuove informazioni che necessitano di ulteriori studi, mentre spiegando perché il numero di neuroni nel cervello umano è molto inferiore a quanto si pensasse in precedenza, il brasiliano non potrebbe.

In una delle pubblicazioni scientifiche, ha sottolineato che prima di iniziare l'esperimento, le ci volle molto tempo per venire a patti con il terribile pensiero: i cervelli si sarebbero trasformati in una "miscela". Sul questo momento il brasiliano ritiene che l'analisi abbia fornito dati completamente nuovi, quindi il processo stesso, non importa quanto possa essere spiacevole, è solo uno dei metodi della scienza. Un metodo di ricerca in cui avviene la divisione del cervello in piccole particelle.

L'influenza del numero di neuroni sull'attività cerebrale

Sebbene i risultati dell'esperienza degli scienziati brasiliani suggeriscano che la capacità dell'attività del cervello umano sia molto inferiore a quanto precedentemente dimostrato, le persone rimangono ancora gli individui più intelligenti sulla terra. Questo può essere facilmente confermato confrontando esseri umani e primati. Riassumendo le caratteristiche comparative, possiamo dire con precisione che le persone hanno più neuroni responsabili dei processi mentali, e questo non ci permette di dubitare del vantaggio dell'uomo sul primato.

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Perché il cervello inizia a invecchiare dopo i 20 anni, il cervello di geni e criminali è diverso, le cellule nervose si riprendono, perché muoiono in massa nei bambini?

1. Anche i bambini perdono le cellule nervose.
Quanti neuroni (cellule nervose) ci sono nel cervello umano? Ne abbiamo circa 85 miliardi. Per fare un confronto, una medusa ne ha solo 800, uno scarafaggio ne ha un milione e un polpo ne ha 300 milioni.

Molti credono che le cellule nervose muoiano solo in età avanzata, ma la maggior parte di esse viene persa da noi durante l'infanzia, quando nella testa del bambino avviene un processo di selezione naturale.

Come nella giungla, tra i neuroni sopravvivono i più efficienti e adattati. Se una cellula nervosa è inattiva senza lavoro, attiva il meccanismo di autodistruzione.

Intere reti di neuroni nel cervello del bambino stanno lottando per l'esistenza. Risolvono gli stessi compiti urgenti con diversa velocità ed efficienza, rispondono a innumerevoli domande, come squadre di esperti nel gioco "Cosa, dove, quando?".

Dopo aver perso in una lotta leale, le squadre deboli vengono eliminate, facendo spazio ai vincitori. Non è né cattivo né buono, è normale. Tale è il duro ma necessario processo di selezione naturale nel cervello: il neurodarwinismo.

2. Neuroni: miliardi.
C'è un'opinione secondo cui ogni cellula nervosa è l'elemento più semplice della memoria, come un bit di informazione nella memoria di un computer. Semplici calcoli mostrano che in questo caso la corteccia del nostro cervello conterrebbe solo 1-2 gigabit o non più di 250 megabyte di memoria, che non corrisponde al volume di parole, conoscenze, concetti, immagini e altre informazioni che possediamo. Certo, ci sono un numero enorme di neuroni, ma di certo non saranno sufficienti per ospitare tutto questo. Ogni neurone è un integratore e portatore di molti elementi di memoria: le sinapsi.

3. Il genio non dipende dalle dimensioni del cervello
Il cervello umano pesa circa 1200 - 1400 grammi. Il cervello di Einstein, ad esempio, 1230 g, non è il più grande. Il cervello di un elefante è quasi quattro volte più grande, il cervello più grande di un capodoglio è di 6800 grammi. Il punto qui non è la massa.

Qual è la differenza tra il cervello di un genio e una persona comune? Non si può mai dire dalla copertina di un libro o dal numero di pagine se è uscito dalla penna di un maestro o da un grafomane. A proposito, tra i criminali si imbattono in persone molto intelligenti. Per la valutazione sono necessarie unità di misura completamente diverse, che ancora non esistono. Ma in generale, la potenza del cervello dipende dal numero di contatti sinaptici (il cervello non è costituito da soli neuroni, contiene un numero enorme di cellule ausiliarie. Vasi sanguigni grandi e piccoli lo attraversano e quattro cosiddetti ventricoli cerebrali sono nascosti al centro del cervello, pieni di liquido cerebrospinale...).

Il principale potere intellettuale del cervello sono i neuroni della sua corteccia. La densità dei contatti sinaptici tra i neuroni è particolarmente importante e non il peso fisico. Dopotutto, non determineremo la velocità di un computer in base al peso in chilogrammi.

Secondo questo indicatore, il cervello degli animali, anche dei primati superiori, è significativamente più piccolo di quello umano. Perdiamo agli animali nella velocità di corsa, nella forza e nella resistenza, nella capacità di arrampicarsi sugli alberi ... In realtà, in tutto tranne che nella mente.

Il pensiero, la coscienza: questo è ciò che distingue l'uomo dagli animali. Quindi sorge la domanda: perché una persona non dovrebbe acquisire un cervello ancora più capiente?

Il fattore limitante è l'anatomia umana stessa. La dimensione del nostro cervello è, dopo tutto, determinata dalla dimensione canale di nascita una donna che non può partorire un bambino con una testa troppo grande. In un certo senso, siamo prigionieri della nostra stessa struttura. E in questo senso una persona non può diventare significativamente più intelligente, a meno che un giorno non cambi se stessa.

4. Molte malattie possono essere curate introducendo nuovi geni nelle cellule nervose.
La genetica è una scienza di incredibile successo. Abbiamo imparato non solo ad esplorare i geni, ma anche a crearne di nuovi, a riprogrammarli. Finora, questi sono solo esperimenti sugli animali e hanno più che successo. Si avvicina il momento in cui molte malattie possono essere curate introducendo geni nuovi o modificati nelle cellule. Sono in corso esperimenti sugli esseri umani? I laboratori segreti esistono solo nei film di fantascienza. Tali manipolazioni scientifiche sono possibili solo nei grandi centri scientifici e richiedono grandi sforzi. Le preoccupazioni per l'hacking non autorizzato del genoma umano sono oggi infondate.

5. Una persona utilizza solo una frazione delle capacità del suo cervello? È un mito.
Per qualche ragione, molte persone credono che una persona utilizzi solo una piccola parte delle capacità del suo cervello (diciamo, 10, 20 e così via). È difficile dire da dove provenga questo strano mito. Non dovresti credere in lui. Gli esperimenti mostrano che le cellule nervose che non sono coinvolte nel lavoro del cervello muoiono.

La natura è razionale ed economica. Niente vi è messo da parte, per ogni evenienza, in riserva. Non è redditizio e semplicemente dannoso per gli esseri viventi mantenere i "mocassini" nel cervello. Non abbiamo celle extra.

6. Le cellule nervose vengono ripristinate.
Qualche anno fa, all'età di 83 anni, morì un paziente molto famoso, l'americano Henry Mollison. Anche in gioventù, i medici, per salvargli la vita, hanno completamente rimosso l'ippocampo (dal greco - cavalluccio marino), che era la fonte dell'epilessia, dal cervello. Il risultato fu grave e inaspettato. Il paziente ha perso la capacità di ricordare qualsiasi cosa. Rimaneva una persona del tutto normale, poteva portare avanti una conversazione. Ma non appena sei uscito dalla porta per pochi minuti, e lui ti ha percepito completamente sconosciuto. Ogni mattina per decenni, Mollison ha dovuto re-imparare il mondo in quella parte di esso, cosa è diventato il mondo dopo l'operazione (il paziente ha ricordato tutto ciò che ha preceduto l'operazione). Così, per caso, si è scoperto che l'ippocampo è responsabile della formazione di una nuova memoria. Nell'ippocampo, il ripristino delle cellule nervose (neurogenesi) avviene in modo relativamente intenso. Ma l'importanza della neurogenesi non deve essere sopravvalutata, il suo contributo è ancora esiguo.

Non è che il corpo voglia maliziosamente farsi del male. Il sistema nervoso centrale è come una complessa rete di fibre, come un gomitolo di fili intrecciati. Non sarebbe difficile per il corpo creare una nuova cellula nervosa. Tuttavia, la rete stessa è stata formata da tempo. Come può una nuova cellula integrarsi in essa per non creare interferenze? Questo potrebbe essere fatto se ci fosse un ingegnere nel cervello che capisse il groviglio di "fili". Sfortunatamente, una tale posizione nel cervello non è fornita. Pertanto, il ripristino delle cellule cerebrali per sostituire quelle perse è difficile. La struttura a strati della corteccia aiuta un po', aiuta le nuove cellule ad adattarsi al posto giusto. Grazie a ciò, esiste ancora un piccolo ripristino delle cellule nervose.

7. Come una parte del cervello ne salva un'altra
L'ictus ischemico del cervello è una malattia grave. È associato al blocco dei vasi sanguigni che forniscono sangue. estremamente sensibile alla fame di ossigeno e muore rapidamente intorno a una nave ostruita. Se l'area interessata non si trova in uno dei centri vitali, la persona sopravvive, ma può perdere parzialmente la mobilità o la parola. Tuttavia, attraverso a lungo(a volte - mesi, anni), la funzione persa viene parzialmente ripristinata. Se non ci sono più neuroni, allora perché sta succedendo questo? È noto che la corteccia cerebrale ha una struttura simmetrica. Tutte le sue strutture sono divise in due metà, sinistra e destra, ma solo una di esse è interessata. Nel tempo, puoi notare la lenta germinazione dei processi neuronali dalla struttura conservata a quella colpita. I germogli trovano miracolosamente la strada giusta e compensano parzialmente la carenza che si è manifestata. I meccanismi esatti di questo processo rimangono sconosciuti. Se impariamo a gestire il processo di recupero, a regolarlo, non solo aiuterà nel trattamento degli ictus, ma rivelerà anche uno dei più grandi misteri del cervello.

8. Una volta vinto il diritto
La corteccia cerebrale, come tutti sappiamo, è composta da due emisferi. Non sono simmetrici. Di norma, la sinistra è più importante. Il cervello è progettato in modo che il lato destro controlli il lato sinistro del corpo e viceversa. Ecco perché, nella maggior parte delle persone, domina la mano destra, controllata dall'emisfero sinistro. C'è una specie di divisione del lavoro tra i due emisferi. La sinistra è responsabile del pensiero, della coscienza e della parola. È lui che pensa logicamente ed esegue operazioni matematiche. La parola non è solo uno strumento di comunicazione, non solo un modo per trasmettere un pensiero. Per capire un fenomeno o un oggetto, dobbiamo assolutamente dargli un nome. Ad esempio, designando una classe con il concetto astratto "9a", ci risparmiamo di dover elencare ogni volta tutti gli studenti. Il pensiero astratto è caratteristico dell'uomo, e solo in piccola parte, di alcuni animali. Accelera e migliora incredibilmente il pensiero, quindi la parola e il pensiero sono, in un certo senso, concetti molto vicini.

L'emisfero destro è responsabile del riconoscimento del modello, della percezione emotiva. Quasi non riesce a parlare. Come è noto? Ha aiutato l'epilessia. Di solito la malattia nidifica solo in un emisfero, ma può diffondersi nel secondo. Negli anni '60 del secolo scorso, i medici hanno pensato se fosse possibile tagliare le connessioni tra i due emisferi per salvare la vita del paziente. Molte di queste operazioni sono state eseguite. Quando nei pazienti viene interrotta la connessione naturale tra gli emisferi sinistro e destro, il ricercatore ha anche l'opportunità di "parlare" con ciascuno di loro separatamente. Si è riscontrato che l'emisfero destro ha un vocabolario molto limitato. Può essere espresso in frasi semplici, ma il pensiero astratto non è disponibile per l'emisfero destro. I gusti e le opinioni sulla vita nei due emisferi possono variare notevolmente e persino entrare in ovvie contraddizioni.

Gli animali non hanno centri del linguaggio, quindi in essi non è stata rivelata alcuna evidente asimmetria degli emisferi.

C'è un'ipotesi che diverse migliaia di anni fa gli emisferi del cervello umano fossero abbastanza uguali. Gli psicologi ritengono che le "voci" così spesso menzionate nelle fonti antiche non fossero altro che la voce dell'emisfero destro, e non una metafora o un espediente artistico.

Come è successo che l'emisfero sinistro ha cominciato a dominare? Con lo sviluppo del pensiero e della parola, uno degli emisferi è stato semplicemente obbligato a "vincere" e l'altro a "cedere", perché il doppio potere all'interno di una personalità è irrazionale. Per qualche ragione, la vittoria è andata all'emisfero sinistro, ma spesso ci sono persone che, al contrario, dominano.

9. L'emisfero destro ha il vocabolario di un bambino, ma la fantasia è più interessante
La funzione più importante dell'emisfero destro è la percezione delle immagini visive. Immagina un quadro appeso a un muro. Ora disegniamolo mentalmente in quadrati e iniziamo a dipingerli gradualmente sopra in modo casuale. I dettagli dell'immagine inizieranno a scomparire, ma ci vorrà molto tempo prima che smettiamo di capire cosa è esattamente raffigurato nell'immagine.

La nostra coscienza ha una straordinaria capacità di ricreare un'immagine in frammenti separati.

Inoltre, stiamo assistendo a un mondo dinamico e mobile, quasi come in un film. Il film non è attratto da noi sotto forma di singoli fotogrammi successivi, ma è percepito in continuo movimento.

Un'altra straordinaria capacità di cui siamo dotati è la capacità di vedere il mondo in tre dimensioni. Un'immagine completamente piatta non sembra affatto piatta.

Con il solo potere dell'immaginazione, l'emisfero destro del nostro cervello conferisce profondità all'immagine.

10. Il cervello inizia a "invecchiare" dopo 20 anni.
Il compito principale del cervello è assimilare l'esperienza di una vita. A differenza dei tratti ereditari, che rimangono invariati per tutta la vita, il cervello è in grado di apprendere e ricordare. Tuttavia, non è adimensionale e ad un certo punto può semplicemente traboccare, così che non ci sarà più spazio libero in memoria. In questo caso, il cervello inizierà a cancellare i vecchi "file". Ma questo è irto di un serio pericolo che qualcosa di importante venga cancellato per amore di qualche sciocchezza. Per evitare che ciò accada, l'evoluzione ha trovato una curiosa via d'uscita.

Fino all'età di 18-20 anni, il cervello assorbe attivamente e indiscriminatamente qualsiasi informazione. Avendo vissuto con successo fino a questi anni, che in passato erano considerati un'età rispettabile, il cervello cambia gradualmente la strategia dal ricordare alla conservazione di ciò che è stato appreso, in modo da non esporre le conoscenze accumulate al pericolo di cancellazioni accidentali. Questo processo si svolge lentamente e sistematicamente per tutta la vita di ciascuno di noi. Il cervello diventa sempre più conservatore. Pertanto, nel corso degli anni, è sempre più difficile per lui padroneggiare cose nuove, ma la conoscenza acquisita è saldamente fissata.

Questo processo non è una malattia, è difficile e persino quasi impossibile combatterlo. E questo è un altro argomento a favore di quanto sia importante studiare in giovane età, quando studiare è facile. Ma ci sono buone notizie anche per le persone anziane. Non tutte le proprietà del cervello si indeboliscono nel corso degli anni. Il vocabolario, il numero di immagini astratte, la capacità di pensare in modo razionale e sensato non vanno perduti e continuano persino a crescere.

Laddove una mente giovane e inesperta si confonde provando diverse opzioni, un cervello più vecchio troverà rapidamente una soluzione efficace grazie a una migliore strategia di pensiero. A proposito, più una persona è istruita, più allena il suo cervello, minore è la probabilità di malattie cerebrali.

11. Il cervello non può essere ferito.
Il cervello è privo di terminazioni nervose sensibili, quindi non è né caldo né freddo, né solletico né doloroso. Questo è comprensibile, dato che è meglio di qualsiasi altro organo protetto dagli effetti dell'ambiente esterno: non è facile raggiungerlo. Il cervello riceve ogni secondo informazioni accurate e variegate sullo stato degli angoli più remoti del suo corpo, conosce eventuali bisogni ed è autorizzato a soddisfarli o rimandarli a più tardi. Ma il cervello non si sente in alcun modo: quando abbiamo mal di testa, questo è solo un segnale dai recettori del dolore delle meningi.

12. Cibo salutare per il cervello
Come tutti gli organi del corpo, il cervello ha bisogno di fonti di energia e materiali da costruzione. A volte si dice che il cervello si nutre esclusivamente di glucosio. Infatti, circa il 20% di tutto il glucosio viene consumato dal cervello, ma esso, come qualsiasi altro organo, ha bisogno dell'intero complesso di nutrienti. Le proteine ​​intere non entrano mai nel cervello, prima di essere scomposte in singoli aminoacidi. Lo stesso vale per i lipidi complessi che vengono digeriti prima acidi grassi come omega 3 o omega 6. Alcune vitamine, come la C, entrano da sole nel cervello e come la B6 o la B12 sono trasportate dai conduttori.

Dovresti stare attento quando mangi cibi ricchi di zinco, come ostriche, arachidi, semi di anguria. C'è un'ipotesi che lo zinco si accumuli nel cervello e nel tempo possa portare allo sviluppo del morbo di Alzheimer.

Il cervello umano ha una caratteristica sorprendente: è in grado di produrre nuove cellule. C'è un'opinione secondo cui la fornitura di cellule cerebrali è illimitata, ma questa affermazione è lontana dalla verità. Naturalmente, la loro produzione intensiva cade primi periodi sviluppo del corpo, con l'età, questo processo rallenta, ma non si ferma. Ma questo, sfortunatamente, compensa solo una parte insignificante delle cellule uccise inconsciamente da una persona a causa, a prima vista, di abitudini innocue.

1. Privazione del sonno

Gli scienziati non sono ancora stati in grado di confutare la loro teoria del sonno completo, che insiste su 7-9 ore di sonno. È questa durata del processo notturno che consente al cervello di svolgere pienamente il suo lavoro e di attraversare in modo produttivo tutte le fasi "sonnolente". Altrimenti, come dimostrano gli studi condotti sui roditori, il 25% delle cellule cerebrali responsabili della risposta fisiologica all'ansia e allo stress muoiono. Gli scienziati ritengono che un meccanismo simile di morte cellulare a causa della mancanza di sonno funzioni anche nell'uomo, ma queste sono ancora solo ipotesi che, a loro avviso, potranno essere testate nel prossimo futuro.

2. Fumare

Malattie cardiache, ictus, bronchite cronica, enfisema, cancro: questo non è un elenco completo delle conseguenze negative causate dalla dipendenza da sigarette. Uno studio del 2002 dell'Istituto francese per la salute e la ricerca medica non ha lasciato dubbi sul fatto che il fumo uccide le cellule cerebrali. E sebbene gli esperimenti siano stati finora condotti sui topi, gli scienziati sono completamente fiduciosi che questa cattiva abitudine influisca allo stesso modo sulle cellule cerebrali umane. Ciò è stato confermato da uno studio condotto da scienziati indiani, a seguito del quale i ricercatori sono riusciti a trovare nelle sigarette un composto pericoloso per il corpo umano, chiamato nitrosoammina chetone derivato dalla nicotina. L'HNK accelera le reazioni dei globuli bianchi nel cervello, inducendoli ad attaccare le cellule cerebrali sane.

3. Disidratazione

Non è un segreto che il corpo umano contenga molta acqua e il cervello non fa eccezione. Il suo costante rifornimento è necessario sia per il corpo nel suo insieme che per il cervello in particolare. In caso contrario, vengono attivati ​​processi che interrompono il funzionamento di interi sistemi e uccidono le cellule cerebrali. Di norma, molto spesso ciò accade dopo aver bevuto alcol, che sopprime il lavoro dell'ormone vasopressina, che è responsabile della ritenzione di acqua nel corpo. Inoltre, può verificarsi disidratazione a causa dell'esposizione prolungata al corpo. alta temperatura(ad esempio, esposizione alla luce solare aperta o in una stanza soffocante). Ma il risultato, come nel caso delle bevande forti, può avere un esito disastroso: la distruzione delle cellule cerebrali. Ciò comporta malfunzionamenti nel sistema nervoso e influisce sulle capacità intellettuali di una persona.

4. Stress

Lo stress è considerato una reazione abbastanza utile del corpo, che si attiva a seguito della comparsa di qualsiasi possibile minaccia. I principali difensori sono gli ormoni surrenali (cortisolo, adrenalina e norepinefrina), che mettono l'organismo in piena allerta e quindi ne garantiscono la sicurezza. Ma una quantità eccessiva di questi ormoni (ad esempio, in una situazione di stress cronico), in particolare il cortisolo, può causare la morte delle cellule cerebrali e lo sviluppo di terribili malattie dovute all'immunità indebolita. La distruzione delle cellule cerebrali può portare allo sviluppo di malattie mentali (schizofrenia) e un sistema immunitario indebolito, di regola, è accompagnato dallo sviluppo di gravi disturbi, i più comuni dei quali sono considerati malattie cardiovascolari, cancro e diabete.

5. Droghe

I farmaci sono sostanze chimiche specifiche che distruggono le cellule cerebrali e interrompono i sistemi di comunicazione in esse contenuti. Come risultato dell'azione delle sostanze stupefacenti, vengono attivati ​​recettori che provocano la produzione di segnali anormali che causano manifestazioni allucinogene. Questo processo si verifica a causa di un forte aumento del livello di alcuni ormoni, che colpisce il corpo in due modi. Da un lato, una grande quantità, ad esempio, di dopamina contribuisce all'effetto euforia, ma dall'altro danneggia i neuroni responsabili della regolazione dell'umore. Più questi neuroni sono danneggiati, più è difficile raggiungere uno stato di "beatitudine". Pertanto, il corpo richiede una dose crescente di sostanze stupefacenti, mentre sviluppa dipendenza.

tessuto nervoso- il principale elemento strutturale del sistema nervoso. v composizione del tessuto nervoso include cellule nervose altamente specializzate - neuroni, e cellule neurogliali svolgere funzioni di supporto, secretorie e protettive.

Neuroneè l'unità strutturale e funzionale di base del tessuto nervoso. Queste cellule sono in grado di ricevere, elaborare, codificare, trasmettere e archiviare informazioni, stabilire contatti con altre cellule. Le caratteristiche uniche di un neurone sono la capacità di generare scariche bioelettriche (impulsi) e trasmettere informazioni lungo i processi da una cellula all'altra utilizzando terminazioni specializzate -.

Lo svolgimento delle funzioni di un neurone è facilitato dalla sintesi nel suo axoplasma di sostanze-trasmettitori - neurotrasmettitori: acetilcolina, catecolamine, ecc.

Il numero di neuroni cerebrali si avvicina a 10 11 . Un neurone può avere fino a 10.000 sinapsi. Se questi elementi sono considerati cellule di immagazzinamento delle informazioni, allora possiamo concludere che il sistema nervoso può immagazzinare 10 19 unità. informazioni, cioè capace di contenere quasi tutta la conoscenza accumulata dall'uomo. Pertanto, l'idea che il cervello umano ricordi tutto ciò che accade nel corpo e quando comunica con l'ambiente è abbastanza ragionevole. Tuttavia, il cervello non può estrarre da tutte le informazioni in esso memorizzate.

Alcuni tipi di organizzazione neurale sono caratteristici di varie strutture cerebrali. I neuroni che regolano una singola funzione formano i cosiddetti gruppi, insiemi, colonne, nuclei.

I neuroni differiscono per struttura e funzione.

Per struttura(a seconda del numero di processi che si estendono dal corpo cellulare) distinguere unipolare(con un processo), bipolare (con due processi) e multipolare(con molti processi) neuroni.

Secondo le proprietà funzionali allocare afferente(o centripeto) neuroni che trasportano l'eccitazione dai recettori in, efferente, il motore, motoneuroni(o centrifugo), trasmettendo l'eccitazione dal sistema nervoso centrale all'organo innervato, e intercalare, contatto o intermedio neuroni che connettono neuroni afferenti ed efferenti.

I neuroni afferenti sono unipolari, i loro corpi giacciono nei gangli spinali. Il processo che si estende dal corpo cellulare è diviso a forma di T in due rami, uno dei quali va al sistema nervoso centrale e svolge la funzione di un assone, e l'altro si avvicina ai recettori ed è un lungo dendrite.

La maggior parte dei neuroni efferenti e intercalari sono multipolari (Fig. 1). I neuroni intercalari multipolari si trovano in gran numero nelle corna posteriori e si trovano anche in tutte le altre parti del sistema nervoso centrale. Possono anche essere bipolari, come i neuroni retinici che hanno un dendrite ramificato corto e un lungo assone. I motoneuroni si trovano principalmente nelle corna anteriori del midollo spinale.

Riso. 1. La struttura della cellula nervosa:

1 - microtubuli; 2 - un lungo processo di una cellula nervosa (assone); 3 - reticolo endoplasmatico; 4 - nucleo; 5 - neuroplasma; 6 - dendriti; 7 - mitocondri; 8 - nucleolo; 9 - guaina mielinica; 10 - intercettazione di Ranvier; 11 - la fine dell'assone

neuroglia

neuroglia, o glia, - un insieme di elementi cellulari del tessuto nervoso, formati da cellule specializzate di varie forme.

Fu scoperto da R. Virchow e da lui chiamato neuroglia, che significa "colla nervosa". Le cellule della neuroglia riempiono lo spazio tra i neuroni, rappresentando il 40% del volume del cervello. Le cellule gliali sono 3-4 volte più piccole delle cellule nervose; il loro numero nel SNC dei mammiferi raggiunge i 140 miliardi Con l'età, il numero di neuroni nel cervello umano diminuisce e il numero di cellule gliali aumenta.

È stato stabilito che la neuroglia è correlata al metabolismo nel tessuto nervoso. Alcune cellule della neuroglia secernono sostanze che influenzano lo stato di eccitabilità dei neuroni. Si noti che la secrezione di queste cellule cambia in vari stati mentali. I processi di traccia a lungo termine nel SNC sono associati allo stato funzionale della neuroglia.

Tipi di cellule gliali

Secondo la natura della struttura delle cellule gliali e la loro posizione nel SNC, distinguono:

• astrociti (astroglia);
• oligodendrociti (oligodendroglia);
• cellule microgliali (microglia);
• cellule di Schwann.

Le cellule gliali svolgono funzioni di supporto e protezione dei neuroni. Sono inclusi nella struttura. astrociti sono le cellule gliali più numerose, che riempiono gli spazi tra i neuroni e la copertura. Impediscono la diffusione dei neurotrasmettitori che si diffondono dalla fessura sinaptica nel SNC. Gli astrociti hanno recettori per i neurotrasmettitori, la cui attivazione può causare fluttuazioni nella differenza di potenziale di membrana e cambiamenti nel metabolismo degli astrociti.

Gli astrociti circondano strettamente i capillari dei vasi sanguigni del cervello, situati tra loro e i neuroni. Su questa base, si suggerisce che gli astrociti svolgano un ruolo importante nel metabolismo dei neuroni, regolando la permeabilità capillare per alcune sostanze.

Una delle funzioni importanti degli astrociti è la loro capacità di assorbire gli ioni K+ in eccesso, che possono accumularsi nello spazio intercellulare durante un'elevata attività neuronale. Nelle aree di stretto adattamento degli astrociti si formano canali di giunzione gap, attraverso i quali gli astrociti possono scambiare vari piccoli ioni e, in particolare, ioni K+. Ciò aumenta la loro capacità di assorbire ioni K+. Accumulo incontrollato di ioni K+ nello spazio interneuronale porterebbe ad un aumento dell'eccitabilità dei neuroni. Pertanto, gli astrociti, assorbendo un eccesso di ioni K+ dal liquido interstiziale, impediscono un aumento dell'eccitabilità dei neuroni e la formazione di focolai di maggiore attività neuronale. La comparsa di tali focolai nel cervello umano può essere accompagnata dal fatto che i loro neuroni generano una serie di impulsi nervosi, chiamati scariche convulsive.

Gli astrociti sono coinvolti nella rimozione e distruzione dei neurotrasmettitori che entrano negli spazi extrasinaptici. Pertanto, prevengono l'accumulo di neurotrasmettitori negli spazi interneuronali, che potrebbe portare a disfunzioni cerebrali.

Neuroni e astrociti sono separati da spazi intercellulari di 15-20 µm, chiamati spazio interstiziale. Gli spazi interstiziali occupano fino al 12-14% del volume cerebrale. Un'importante proprietà degli astrociti è la loro capacità di assorbire CO2 dal fluido extracellulare di questi spazi, e quindi mantenere una stabilità pH cerebrale.

Gli astrociti sono coinvolti nella formazione di interfacce tra il tessuto nervoso e i vasi cerebrali, il tessuto nervoso e le membrane cerebrali nel processo di crescita e sviluppo del tessuto nervoso.

Oligodendrociti caratterizzato dalla presenza di un numero limitato di processi brevi. Una delle loro funzioni principali è formazione della guaina mielinica delle fibre nervose all'interno del SNC. Queste cellule si trovano anche in prossimità dei corpi dei neuroni, ma il significato funzionale di questo fatto è sconosciuto.

cellule microgliali costituiscono il 5-20% del numero totale di cellule gliali e sono sparse in tutto il SNC. È stato stabilito che gli antigeni della loro superficie sono identici agli antigeni dei monociti del sangue. Ciò indica la loro origine dal mesoderma, la penetrazione nel tessuto nervoso durante lo sviluppo embrionale e la successiva trasformazione in cellule microgliali morfologicamente riconoscibili. A questo proposito, è generalmente accettato che la funzione più importante della microglia sia quella di proteggere il cervello. È stato dimostrato che quando il tessuto nervoso è danneggiato, il numero di cellule fagocitiche aumenta a causa dei macrofagi del sangue e dell'attivazione delle proprietà fagocitiche della microglia. Rimuovono i neuroni morti, le cellule gliali ei loro elementi strutturali, fagocitano le particelle estranee.

cellule di Schwann formano la guaina mielinica delle fibre nervose periferiche al di fuori del SNC. La membrana di questa cellula si avvolge ripetutamente e lo spessore della guaina mielinica risultante può superare il diametro della fibra nervosa. La lunghezza delle sezioni mieliniche della fibra nervosa è di 1-3 mm. Negli intervalli tra loro (intercettazioni di Ranvier), la fibra nervosa rimane ricoperta solo da una membrana superficiale che ha eccitabilità.

Una delle proprietà più importanti della mielina è la sua elevata resistenza alla corrente elettrica. È dovuto all'alto contenuto di sfingomielina e altri fosfolipidi nella mielina, che gli conferiscono proprietà di isolamento dalla corrente. Nelle aree della fibra nervosa ricoperte di mielina, il processo di generazione degli impulsi nervosi è impossibile. Gli impulsi nervosi vengono generati solo sulla membrana di intercettazione di Ranvier, che fornisce una maggiore velocità di conduzione degli impulsi nervosi nelle fibre nervose mielinizzate rispetto a quelle non mielinizzate.

È noto che la struttura della mielina può essere facilmente disturbata in danni infettivi, ischemici, traumatici e tossici al sistema nervoso. Allo stesso tempo, si sviluppa il processo di demielinizzazione delle fibre nervose. Particolarmente spesso la demielinizzazione si sviluppa nella sclerosi multipla. Come risultato della demielinizzazione, la velocità di conduzione degli impulsi nervosi lungo le fibre nervose diminuisce, la velocità di trasmissione delle informazioni al cervello dai recettori e dai neuroni agli organi esecutivi diminuisce. Ciò può portare a una ridotta sensibilità sensoriale, disturbi del movimento, regolazione degli organi interni e altre gravi conseguenze.

Struttura e funzioni dei neuroni

Neurone(cellula nervosa) è un'unità strutturale e funzionale.

La struttura anatomica e le proprietà del neurone ne garantiscono l'attuazione funzioni principali: implementazione del metabolismo, ottenimento di energia, percezione di vari segnali e loro elaborazione, formazione o partecipazione a risposte, generazione e conduzione di impulsi nervosi, combinando neuroni in circuiti neurali che forniscono sia le reazioni riflesse più semplici che le più elevate funzioni integrative del cervello.

I neuroni sono costituiti da un corpo di una cellula nervosa e da processi: un assone e dendriti.

Riso. 2. Struttura di un neurone

corpo della cellula nervosa

Corpo (pericarione, soma) Il neurone e i suoi processi sono ricoperti da una membrana neuronale. La membrana del corpo cellulare differisce dalla membrana dell'assone e dei dendriti per il contenuto di vari recettori, la presenza su di essa.

Il corpo del neurone contiene il neuroplasma e il nucleo separato da esso da membrane, il reticolo endoplasmatico ruvido e liscio, l'apparato di Golgi e i mitocondri. I cromosomi del nucleo dei neuroni contengono un insieme di geni che codificano per la sintesi di proteine ​​necessarie per la formazione della struttura e l'attuazione delle funzioni del corpo del neurone, dei suoi processi e delle sinapsi. Queste sono proteine ​​​​che svolgono le funzioni di enzimi, vettori, canali ionici, recettori, ecc. Alcune proteine ​​​​svolgono funzioni mentre si trovano nel neuroplasma, mentre altre sono incorporate nelle membrane degli organelli, nei processi del soma e dei neuroni. Alcuni di essi, ad esempio gli enzimi necessari per la sintesi dei neurotrasmettitori, vengono consegnati al terminale assonale mediante trasporto assonale. Nel corpo cellulare vengono sintetizzati i peptidi necessari per l'attività vitale di assoni e dendriti (ad esempio fattori di crescita). Pertanto, quando il corpo di un neurone è danneggiato, i suoi processi degenerano e collassano. Se il corpo del neurone viene preservato e il processo è danneggiato, si verifica il suo lento recupero (rigenerazione) e il ripristino dell'innervazione dei muscoli o degli organi denervati.

Il sito di sintesi proteica nei corpi dei neuroni è il reticolo endoplasmatico ruvido (granuli tigroidi o corpi di Nissl) o ribosomi liberi. Il loro contenuto nei neuroni è maggiore che nelle cellule gliali o in altre cellule del corpo. Nel reticolo endoplasmatico liscio e nell'apparato di Golgi, le proteine ​​acquisiscono la loro caratteristica conformazione spaziale, vengono smistate e inviate a trasportare flussi verso le strutture del corpo cellulare, i dendriti o l'assone.

In numerosi mitocondri di neuroni, a seguito dei processi di fosforilazione ossidativa, si forma ATP, la cui energia viene utilizzata per mantenere l'attività vitale del neurone, il funzionamento delle pompe ioniche e per mantenere l'asimmetria delle concentrazioni di ioni su entrambi i lati della membrana. Di conseguenza, il neurone è costantemente pronto non solo a percepire vari segnali, ma anche a rispondere ad essi: la generazione di impulsi nervosi e il loro uso per controllare le funzioni di altre cellule.

Nei meccanismi di percezione di vari segnali da parte dei neuroni prendono parte i recettori molecolari della membrana del corpo cellulare, i recettori sensoriali formati da dendriti e le cellule sensibili di origine epiteliale. I segnali provenienti da altre cellule nervose possono raggiungere il neurone attraverso numerose sinapsi formate sui dendriti o sul gel del neurone.

Dendriti di una cellula nervosa

dendriti i neuroni formano un albero dendritico, la natura della ramificazione e le cui dimensioni dipendono dal numero di contatti sinaptici con altri neuroni (Fig. 3). Sui dendriti di un neurone ci sono migliaia di sinapsi formate dagli assoni o dai dendriti di altri neuroni.

Riso. 3. Contatti sinaptici dell'interneurone. Le frecce a sinistra mostrano il flusso di segnali afferenti ai dendriti e al corpo dell'interneurone, a destra - la direzione di propagazione dei segnali efferenti dell'interneurone ad altri neuroni

Le sinapsi possono essere eterogenee sia nella funzione (inibitoria, eccitatoria) che nel tipo di neurotrasmettitore utilizzato. La membrana dendritica coinvolta nella formazione delle sinapsi è la loro membrana postsinaptica, che contiene i recettori (canali ionici ligando-dipendenti) per il neurotrasmettitore utilizzato in questa sinapsi.

Le sinapsi eccitatorie (glutamatergiche) si trovano principalmente sulla superficie dei dendriti, dove sono presenti elevazioni o escrescenze (1-2 micron), chiamate spine. Ci sono canali nella membrana delle spine, la cui permeabilità dipende dalla differenza di potenziale transmembrana. Nel citoplasma dei dendriti nella regione delle spine sono stati trovati messaggeri secondari della trasduzione del segnale intracellulare, nonché ribosomi, su cui la proteina viene sintetizzata in risposta ai segnali sinaptici. Il ruolo esatto delle spine rimane sconosciuto, ma è chiaro che aumentano la superficie dell'albero dendritico per la formazione di sinapsi. Le spine sono anche strutture neuronali per la ricezione dei segnali in ingresso e per l'elaborazione. I dendriti e le spine assicurano la trasmissione delle informazioni dalla periferia al corpo del neurone. La membrana dendritica è polarizzata durante la falciatura a causa della distribuzione asimmetrica degli ioni minerali, del funzionamento delle pompe ioniche e della presenza di canali ionici al suo interno. Queste proprietà sono alla base del trasferimento di informazioni attraverso la membrana sotto forma di correnti circolari locali (elettrotonicamente) che si verificano tra le membrane postsinaptiche e le aree della membrana dendrite adiacenti ad esse.

Le correnti locali durante la loro propagazione lungo la membrana dei dendriti si attenuano, ma risultano essere di grandezza sufficiente a trasmettere alla membrana del corpo neuronale segnali che sono arrivati ​​attraverso gli input sinaptici ai dendriti. Nella membrana dendritica non sono stati ancora trovati canali del sodio e del potassio voltaggio-dipendenti. Non ha eccitabilità e la capacità di generare potenziali d'azione. Tuttavia, è noto che il potenziale d'azione che si forma sulla membrana della collinetta assonale può propagarsi lungo di essa. Il meccanismo di questo fenomeno è sconosciuto.

Si presume che i dendriti e le spine facciano parte delle strutture neurali coinvolte nei meccanismi di memoria. Il numero di spine è particolarmente alto nei dendriti dei neuroni nella corteccia cerebellare, nei gangli della base e nella corteccia cerebrale. L'area dell'albero dendritico e il numero di sinapsi sono ridotti in alcune aree della corteccia cerebrale degli anziani.

assone neuronale

assone - un ramo di una cellula nervosa che non si trova in altre cellule. A differenza dei dendriti, il cui numero è diverso per un neurone, l'assone di tutti i neuroni è lo stesso. La sua lunghezza può raggiungere fino a 1,5 m Nel punto di uscita dell'assone dal corpo del neurone, c'è un ispessimento: il tumulo dell'assone, coperto da una membrana plasmatica, che viene presto ricoperta di mielina. L'area della collinetta dell'assone che non è coperta dalla mielina è chiamata segmento iniziale. Gli assoni dei neuroni, fino ai loro rami terminali, sono ricoperti da una guaina mielinica, interrotta da intercettazioni di Ranvier - aree microscopiche non mielinizzate (circa 1 micron).

In tutto l'assone (fibre mieliniche e non mieliniche) è ricoperto da una membrana fosfolipidica a doppio strato con molecole proteiche incorporate, che svolgono le funzioni di trasporto di ioni, canali ionici voltaggio-dipendenti, ecc. Le proteine ​​sono distribuite uniformemente nella membrana del nervo amielinico fibra, e si trovano nella membrana della fibra nervosa mielinizzata prevalentemente nelle intercettazioni di Ranvier. Poiché nell'assoplasma non sono presenti reticolo ruvido e ribosomi, è ovvio che queste proteine ​​​​vengono sintetizzate nel corpo del neurone e consegnate alla membrana dell'assone tramite trasporto assonale.

Proprietà della membrana che ricopre il corpo e dell'assone di un neurone, sono diversi. Questa differenza riguarda principalmente la permeabilità della membrana agli ioni minerali ed è dovuta al contenuto di vario tipo. Se il contenuto dei canali ionici dipendenti dal ligando (comprese le membrane postsinaptiche) prevale nella membrana del corpo e nei dendriti del neurone, allora nella membrana dell'assone, specialmente nell'area dei nodi di Ranvier, c'è un'alta densità di tensione - canali sodio e potassio dipendenti.

La membrana del segmento iniziale dell'assone ha il valore di polarizzazione più basso (circa 30 mV). Nelle aree dell'assone più distanti dal corpo cellulare, il valore del potenziale transmembrana è di circa 70 mV. Il basso valore di polarizzazione della membrana del segmento iniziale dell'assone determina che in quest'area la membrana del neurone ha la maggiore eccitabilità. È qui che i potenziali postsinaptici che si sono formati sulla membrana dei dendriti e sul corpo cellulare a seguito della trasformazione dei segnali di informazione ricevuti dal neurone nelle sinapsi vengono propagati lungo la membrana del corpo neuronale con l'aiuto di locali correnti elettriche circolari. Se queste correnti causano la depolarizzazione della membrana della collinetta dell'assone a un livello critico (E k), il neurone risponderà ai segnali di altre cellule nervose che gli arrivano generando il proprio potenziale d'azione (impulso nervoso). L'impulso nervoso risultante viene quindi trasportato lungo l'assone ad altre cellule nervose, muscolari o ghiandolari.

Sulla membrana del segmento iniziale dell'assone sono presenti spine su cui si formano sinapsi inibitorie GABAergiche. L'arrivo di segnali lungo queste linee da altri neuroni può impedire la generazione di un impulso nervoso.

Classificazione e tipi di neuroni

La classificazione dei neuroni viene effettuata sia in base alle caratteristiche morfologiche che funzionali.

Per il numero di processi si distinguono i neuroni multipolari, bipolari e pseudounipolari.

In base alla natura delle connessioni con altre cellule e alla funzione svolta, si distinguono tocco, plug-in e il motore neuroni. Tocco i neuroni sono anche chiamati neuroni afferenti e i loro processi sono centripeti. Vengono chiamati i neuroni che svolgono la funzione di trasmettere segnali tra le cellule nervose intercalare, o associativo. I neuroni i cui assoni formano sinapsi sulle cellule effettrici (muscolari, ghiandolari) sono indicati come il motore, o efferente, i loro assoni sono detti centrifughi.

Neuroni afferenti (sensoriali). percepire le informazioni con i recettori sensoriali, convertirle in impulsi nervosi e condurle al cervello e al midollo spinale. I corpi dei neuroni sensoriali si trovano nella colonna vertebrale e nel cranio. Questi sono neuroni pseudounipolari, il cui assone e dendrite si allontanano dal corpo del neurone insieme e poi si separano. Il dendrite segue la periferia degli organi e dei tessuti come parte di nervi sensibili o misti e l'assone come parte delle radici posteriori entra nelle corna dorsali del midollo spinale o come parte dei nervi cranici nel cervello.

Inserimento, o associativo, neuroni svolgere le funzioni di elaborazione delle informazioni in entrata e, in particolare, garantire la chiusura degli archi riflessi. I corpi di questi neuroni si trovano nel cervello e nel midollo spinale.

Neuroni efferenti svolgono anche la funzione di elaborare le informazioni ricevute e trasmettere impulsi nervosi efferenti dal cervello e dal midollo spinale alle cellule degli organi esecutivi (effettori).

Attività integrativa di un neurone

Ogni neurone riceve un'enorme quantità di segnali attraverso numerose sinapsi situate sui dendriti e sul corpo, nonché attraverso i recettori molecolari nelle membrane plasmatiche, nel citoplasma e nel nucleo. Nella segnalazione vengono utilizzati molti diversi tipi di neurotrasmettitori, neuromodulatori e altre molecole di segnalazione. Ovviamente, per formare una risposta alla ricezione simultanea di più segnali, il neurone deve essere in grado di integrarli.

L'insieme dei processi che assicurano l'elaborazione dei segnali in entrata e la formazione di una risposta neuronale ad essi è incluso nel concetto attività integrativa del neurone.

La percezione e l'elaborazione dei segnali che arrivano al neurone viene effettuata con la partecipazione dei dendriti, del corpo cellulare e della collinetta assonale del neurone (Fig. 4).

Riso. 4. Integrazione di segnali da parte di un neurone.

Una delle opzioni per la loro elaborazione e integrazione (somma) è la trasformazione in sinapsi e la somma dei potenziali postsinaptici sulla membrana del corpo e dei processi del neurone. I segnali percepiti vengono convertiti nelle sinapsi in fluttuazioni nella differenza di potenziale della membrana postsinaptica (potenziali postsinaptici). A seconda del tipo di sinapsi, il segnale ricevuto può essere convertito in una piccola variazione depolarizzante (0,5-1,0 mV) nella differenza di potenziale (EPSP - le sinapsi sono mostrate nel diagramma come cerchi di luce) o iperpolarizzante (TPSP - le sinapsi sono mostrate in il diagramma come cerchi neri). Molti segnali possono arrivare simultaneamente a diversi punti del neurone, alcuni dei quali vengono trasformati in EPSP e altri in IPSP.

Queste oscillazioni della differenza di potenziale si propagano con l'aiuto di correnti circolari locali lungo la membrana del neurone in direzione della collinetta dell'assone sotto forma di onde di depolarizzazione (nel diagramma bianco) e iperpolarizzazione (nel diagramma nero), sovrapposte l'una all'altra (nel diagramma, aree grigie). Con questa sovrapposizione dell'ampiezza delle onde di una direzione, vengono riassunte e quelle opposte vengono ridotte (smussate). Questa somma algebrica della differenza di potenziale attraverso la membrana è chiamata sommatoria spaziale(Fig. 4 e 5). Il risultato di questa somma può essere sia la depolarizzazione della membrana della collinetta dell'assone e la generazione di un impulso nervoso (casi 1 e 2 in Fig. 4), sia la sua iperpolarizzazione e prevenzione del verificarsi di un impulso nervoso (casi 3 e 4 in Fig. 4).

Per spostare la differenza di potenziale della membrana della collinetta dell'assone (circa 30 mV) a Ek, deve essere depolarizzata di 10-20 mV. Ciò porterà all'apertura dei canali del sodio voltaggio-dipendenti presenti in esso e alla generazione di un impulso nervoso. Poiché la depolarizzazione della membrana può raggiungere fino a 1 mV al ricevimento di un AP e la sua trasformazione in un EPSP, e tutta la propagazione alla collinetta dell'assone avviene con attenuazione, la generazione di un impulso nervoso richiede l'erogazione simultanea di 40-80 impulsi nervosi da altri neuroni al neurone attraverso sinapsi eccitatorie e sommando la stessa quantità di EPSP.

Riso. 5. Somma spaziale e temporale di EPSP da parte di un neurone; a - EPSP ad un unico stimolo; e - EPSP alla stimolazione multipla da diverse afferenze; c - EPSP per stimolazione frequente attraverso una singola fibra nervosa

Se in questo momento un neurone riceve un certo numero di impulsi nervosi attraverso sinapsi inibitorie, la sua attivazione e generazione di un impulso nervoso di risposta sarà possibile con un aumento simultaneo del flusso di segnali attraverso le sinapsi eccitatorie. In condizioni in cui i segnali provenienti dalle sinapsi inibitorie provocano un'iperpolarizzazione della membrana neuronale uguale o maggiore della depolarizzazione causata dai segnali provenienti dalle sinapsi eccitatorie, la depolarizzazione della membrana del collicolo dell'assone sarà impossibile, il neurone non genererà impulsi nervosi e diventerà inattivo .

Anche il neurone funziona sommatoria del tempo Segnali EPSP e IPTS che arrivano quasi simultaneamente (vedi Fig. 5). I cambiamenti nella differenza di potenziale da essi causati nelle aree vicino-sinaptiche possono anche essere riassunti algebricamente, che è chiamata sommazione temporale.

Pertanto, ogni impulso nervoso generato da un neurone, così come il periodo di silenzio di un neurone, contiene informazioni ricevute da molte altre cellule nervose. Di solito, maggiore è la frequenza dei segnali che arrivano al neurone da altre cellule, più frequentemente genera impulsi nervosi di risposta che vengono inviati lungo l'assone ad altre cellule nervose o effettrici.

A causa del fatto che ci sono canali del sodio (anche se in un piccolo numero) nella membrana del corpo del neurone e persino dei suoi dendriti, il potenziale d'azione che si forma sulla membrana della collinetta dell'assone può diffondersi al corpo e ad alcune parti di i dendriti del neurone. Il significato di questo fenomeno non è abbastanza chiaro, ma si presume che il potenziale d'azione di propagazione appiana momentaneamente tutte le correnti locali sulla membrana, annulli i potenziali e contribuisca a una percezione più efficiente di nuove informazioni da parte del neurone.

I recettori molecolari prendono parte alla trasformazione e all'integrazione dei segnali che arrivano al neurone. Allo stesso tempo, la loro stimolazione mediante molecole di segnalazione può portare a cambiamenti nello stato dei canali ionici iniziati (da proteine ​​G, secondi mediatori), trasformazione dei segnali percepiti in fluttuazioni nella differenza di potenziale della membrana neuronale, somma e formazione di una risposta neuronale sotto forma di generazione di un impulso nervoso o sua inibizione.

La trasformazione dei segnali da parte dei recettori molecolari metabotropici del neurone è accompagnata dalla sua risposta sotto forma di una cascata di trasformazioni intracellulari. La risposta del neurone in questo caso può essere un'accelerazione del metabolismo generale, un aumento della formazione di ATP, senza il quale è impossibile aumentare la sua attività funzionale. Utilizzando questi meccanismi, il neurone integra i segnali ricevuti per migliorare l'efficienza della propria attività.

Le trasformazioni intracellulari in un neurone, avviate dai segnali ricevuti, portano spesso ad un aumento della sintesi di molecole proteiche che svolgono le funzioni di recettori, canali ionici e vettori nel neurone. Aumentando il loro numero, il neurone si adatta alla natura dei segnali in arrivo, aumentando la sensibilità a quelli più significativi e indebolendo quelli meno significativi.

La ricezione da parte di un neurone di un certo numero di segnali può essere accompagnata dall'espressione o dalla repressione di alcuni geni, ad esempio quelli che controllano la sintesi di neuromodulatori di natura peptidica. Dal momento che vengono consegnati ai terminali assonici del neurone e utilizzati in essi per potenziare o indebolire l'azione dei suoi neurotrasmettitori su altri neuroni, il neurone, in risposta ai segnali che riceve, può, a seconda delle informazioni ricevute, avere una maggiore o un effetto più debole su altre cellule nervose da esso controllate. Considerando che l'azione modulante dei neuropeptidi può durare a lungo, l'influenza di un neurone su altre cellule nervose può durare anche a lungo.

Pertanto, grazie alla capacità di integrare vari segnali, un neurone può rispondere in modo sottile con un'ampia gamma di risposte che gli consentono di adattarsi efficacemente alla natura dei segnali in ingresso e di utilizzarli per regolare le funzioni di altre cellule.

circuiti neurali

I neuroni del SNC interagiscono tra loro, formando varie sinapsi nel punto di contatto. Le schiume neurali risultanti aumentano notevolmente la funzionalità del sistema nervoso. I circuiti neurali più comuni includono: circuiti neurali locali, gerarchici, convergenti e divergenti con un input (Fig. 6).

Circuiti neurali locali formato da due o più neuroni. In questo caso, uno dei neuroni (1) darà il suo collaterale assonale al neurone (2), formando una sinapsi assosomatica sul suo corpo, e il secondo formerà una sinapsi assonale sul corpo del primo neurone. Le reti neurali locali possono fungere da trappole in cui gli impulsi nervosi possono circolare a lungo in un cerchio formato da più neuroni.

La possibilità di circolazione a lungo termine di un'onda di eccitazione (impulso nervoso) che un tempo si verificava a causa della trasmissione ma una struttura ad anello è stata dimostrata sperimentalmente dal Professor I.A. Vetokhin negli esperimenti sull'anello nervoso della medusa.

La circolazione circolare degli impulsi nervosi lungo i circuiti neurali locali svolge la funzione di trasformazione del ritmo di eccitazione, offre la possibilità di un'eccitazione prolungata dopo la cessazione dei segnali che arrivano a loro e partecipa ai meccanismi di memorizzazione delle informazioni in arrivo.

I circuiti locali possono anche svolgere una funzione di frenatura. Un esempio è l'inibizione ricorrente, che si realizza nel più semplice circuito neurale locale del midollo spinale, formato dall'a-motoneurone e dalla cellula di Renshaw.

Riso. 6. I circuiti neurali più semplici del SNC. Descrizione nel testo

In questo caso, l'eccitazione che si è formata nel motoneurone si diffonde lungo il ramo dell'assone, attivando la cellula di Renshaw, che inibisce l'a-motoneurone.

catene convergenti sono formati da diversi neuroni, su uno dei quali (solitamente efferente) convergono o convergono gli assoni di un certo numero di altre cellule. Tali circuiti sono ampiamente distribuiti nel SNC. Ad esempio, gli assoni di molti neuroni nei campi sensoriali della corteccia convergono sui neuroni piramidali della corteccia motoria primaria. Gli assoni di migliaia di neuroni sensoriali e intercalari di vari livelli del SNC convergono sui motoneuroni delle corna ventrali del midollo spinale. I circuiti convergenti svolgono un ruolo importante nell'integrazione dei segnali da parte dei neuroni efferenti e nel coordinamento dei processi fisiologici.

Catene divergenti con un input sono formati da un neurone con un assone ramificato, ciascuno dei cui rami forma una sinapsi con un'altra cellula nervosa. Questi circuiti svolgono le funzioni di trasmissione simultanea di segnali da un neurone a molti altri neuroni. Ciò si ottiene grazie alla forte ramificazione (formazione di diverse migliaia di rami) dell'assone. Tali neuroni si trovano spesso nei nuclei della formazione reticolare del tronco cerebrale. Forniscono un rapido aumento dell'eccitabilità di numerose parti del cervello e la mobilitazione delle sue riserve funzionali.