Kako povečati hitrost možganov. Katero zdravilo obnavlja možganske nevrone? Nevroni in živčno tkivo

živčnega tkiva- glavni konstrukcijski element živčni sistem. IN sestava živčnega tkiva vsebuje visoko specializirane živčne celice nevroni, In nevroglialne celice opravlja podporne, sekretorne in zaščitne funkcije.

Nevron je glavna strukturna in funkcionalna enota živčnega tkiva. Te celice lahko sprejemajo, obdelujejo, kodirajo, prenašajo in shranjujejo informacije, vzpostavljajo stike z drugimi celicami. Edinstvene lastnosti nevrona so sposobnost ustvarjanja bioelektričnih razelektritev (impulzov) in prenosa informacij vzdolž procesov iz ene celice v drugo z uporabo specializiranih končnic -.

Izvajanje funkcij nevrona je olajšano s sintezo v njegovi aksoplazmi snovi-transmiterjev - nevrotransmiterjev: acetilholina, kateholaminov itd.

Število možganskih nevronov se približuje 10 11 . En nevron ima lahko do 10.000 sinaps. Če te elemente štejemo za celice za shranjevanje informacij, potem lahko sklepamo, da lahko živčni sistem shrani 10 19 enot. informacije, tj. sposoben vsebovati skoraj vse znanje, ki ga je nabralo človeštvo. Zato je razumno domnevati, da človeški možgani skozi življenje si zapomni vse, kar se dogaja v telesu in ko komunicira z okoljem. Vendar pa možgani ne morejo izluščiti vseh informacij, ki so v njih shranjene.

Določene vrste nevronske organizacije so značilne za različne možganske strukture. Nevroni, ki uravnavajo eno samo funkcijo, tvorijo tako imenovane skupine, ansamble, stolpce, jedra.

Nevroni se razlikujejo po strukturi in funkciji.

Po strukturi(odvisno od števila procesov, ki segajo iz celičnega telesa) razlikujejo enopolarna(z enim procesom), bipolarni (z dvema procesoma) in multipolarni(z številnimi procesi) nevroni.

Glede na funkcionalne lastnosti dodeliti aferentni(oz centripetalni) nevroni, ki prenašajo vzbujanje iz receptorjev v, eferentna, motor, motorični nevroni(ali centrifugalni), ki prenaša vzbujanje iz osrednjega živčnega sistema na inervirani organ, in interkalarni, stik oz vmesno nevroni, ki povezujejo aferentne in eferentne nevrone.

Aferentni nevroni so unipolarni, njihova telesa ležijo v hrbteničnih ganglijih. Proces, ki sega od celičnega telesa, je razdeljen na dve veji v obliki črke T, od katerih ena gre v osrednji živčni sistem in opravlja funkcijo aksona, druga pa se približuje receptorjem in je dolg dendrit.

Večina eferentnih in interkalarnih nevronov je multipolarnih (slika 1). Multipolarni internevroni v v velikem številu se nahajajo v zadnjih rogovih hrbtenjače, najdemo pa jih tudi v vseh drugih delih osrednjega živčnega sistema. Lahko so tudi bipolarni, kot so nevroni mrežnice, ki imajo kratek razvejan dendrit in dolg akson. Motorični nevroni se nahajajo predvsem v sprednjih rogovih hrbtenjače.

riž. 1. Struktura živčne celice:

1 - mikrotubule; 2 - dolg proces živčne celice (akson); 3 - endoplazmatski retikulum; 4 - jedro; 5 - nevroplazma; 6 - dendriti; 7 - mitohondriji; 8 - nukleolus; 9 - mielinski ovoj; 10 - prestrezanje Ranvierja; 11 - konec aksona

nevroglija

nevroglija, oz glia, - niz celičnih elementov živčnega tkiva, ki ga tvorijo specializirane celice različnih oblik.

Odkril ga je R. Virchow in ga poimenoval nevroglia, kar pomeni "živčno lepilo". Celice nevroglije zapolnijo prostor med nevroni, kar predstavlja 40 % volumna možganov. Glialne celice so 3-4 krat manjše od živčnih celic; njihovo število v CŽS sesalcev doseže 140 milijard.S starostjo se število nevronov v človeških možganih zmanjšuje, število glialnih celic pa narašča.

Ugotovljeno je bilo, da je nevroglija povezana s presnovo v živčnem tkivu. Nekatere celice nevroglije izločajo snovi, ki vplivajo na stanje razdražljivosti nevronov. Ugotovljeno je, da se izločanje teh celic spreminja v različnih duševnih stanjih. Dolgotrajni procesi v sledovih v CNS so povezani s funkcionalnim stanjem nevroglije.

Vrste glialnih celic

Glede na naravo strukture glialnih celic in njihovo lokacijo v osrednjem živčevju razlikujejo:

• astrociti (astroglia);
• oligodendrociti (oligodendroglija);
• mikroglijske celice (mikroglija);
• Schwannove celice.

Glialne celice opravljajo podporne in zaščitne funkcije za nevrone. Vključeni so v strukturo. Astrociti so najštevilčnejše glialne celice, ki zapolnjujejo prostore med nevroni in pokrivajo. Preprečujejo širjenje nevrotransmiterjev, ki razpršijo iz sinaptične razpoke v CNS. Astrociti imajo receptorje za nevrotransmiterje, katerih aktivacija lahko povzroči nihanja membranske potencialne razlike in spremembe v presnovi astrocitov.

Astrociti tesno obdajajo kapilare krvnih žil možganov, ki se nahajajo med njimi in nevroni. Na podlagi tega se domneva, da imajo astrociti pomembno vlogo pri presnovi nevronov, z uravnavanjem kapilarne prepustnosti za nekatere snovi.

Ena od pomembnih funkcij astrocitov je njihova sposobnost absorbiranja presežnih ionov K+, ki se lahko kopičijo v medceličnem prostoru med visoko nevronsko aktivnostjo. V območjih tesnega prileganja astrocitov nastanejo režni kanali, preko katerih lahko astrociti izmenjujejo različne majhne ione, zlasti ione K+. To poveča njihovo sposobnost, da absorbirajo ione K+. Nenadzorovano kopičenje ionov K+ v mednevronskem prostoru bi povzročilo povečanje razdražljivosti nevronov. Tako astrociti, ki absorbirajo presežek ionov K+ iz intersticijske tekočine, preprečujejo povečanje razdražljivosti nevronov in nastanek žarišč povečane nevronske aktivnosti. Pojav takšnih žarišč v človeških možganih lahko spremlja dejstvo, da njihovi nevroni ustvarjajo vrsto živčnih impulzov, ki se imenujejo konvulzivni izpusti.

Astrociti sodelujejo pri odstranjevanju in uničenju nevrotransmiterjev, ki vstopajo v ekstrasinaptične prostore. Tako preprečujejo kopičenje nevrotransmiterjev v mednevronskih prostorih, kar bi lahko vodilo v možgansko disfunkcijo.

Nevroni in astrociti so ločeni z medceličnimi vrzeli 15–20 µm, ki se imenujejo intersticijski prostor. Intersticijski prostori zasedajo do 12-14% volumna možganov. Pomembna lastnost astrocitov je njihova sposobnost, da absorbirajo CO2 iz zunajcelične tekočine teh prostorov in s tem ohranjajo stabilno pH možganov.

Astrociti sodelujejo pri tvorbi vmesnikov med živčnim tkivom in možganskimi žilami, živčnim tkivom in možganskimi membranami v procesu rasti in razvoja živčnega tkiva.

Oligodendrociti značilna prisotnost majhnega števila kratkih procesov. Ena od njihovih glavnih funkcij je tvorba mielinske ovojnice živčnih vlaken v CNS. Te celice se nahajajo tudi v neposredni bližini teles nevronov, vendar funkcionalni pomen tega dejstva ni znan.

mikroglijalne celice predstavljajo 5-20% celotnega števila glialnih celic in so razpršene po osrednjem živčevju. Ugotovljeno je bilo, da so antigeni njihove površine enaki antigenom krvnih monocitov. To kaže na njihov izvor iz mezoderme, prodiranje v živčno tkivo med embrionalnim razvojem in kasnejšo transformacijo v morfološko prepoznavne mikroglialne celice. V zvezi s tem je splošno sprejeto, da je najpomembnejša funkcija mikroglije zaščita možganov. Dokazano je, da se ob poškodbi živčnega tkiva poveča število fagocitnih celic zaradi krvnih makrofagov in aktivacije fagocitnih lastnosti mikroglije. Odstranjujejo mrtve nevrone, glialne celice in njihove strukturne elemente, fagocitizirajo tuje delce.

Schwannove celice tvorijo mielinsko ovojnico perifernih živčnih vlaken zunaj osrednjega živčevja. Membrana te celice se večkrat ovije in debelina nastale mielinske ovojnice lahko presega premer živčnega vlakna. Dolžina mieliniziranih odsekov živčnega vlakna je 1-3 mm. V intervalih med njimi (prestrezanje Ranvierja) ostane živčno vlakno prekrito le s površinsko membrano, ki ima razdražljivost.

Ena najpomembnejših lastnosti mielina je njegova visoka odpornost na električni tok. To je posledica visoke vsebnosti sfingomielina in drugih fosfolipidov v mielinu, ki mu dajejo tokovno izolacijske lastnosti. Na območjih živčnega vlakna, prekritih z mielinom, je proces ustvarjanja živčnih impulzov nemogoč. Živčni impulzi nastajajo le na Ranvierjevi prestrezni membrani, ki zagotavlja večjo hitrost prevodnosti živčnih impulzov v mieliniziranih živčnih vlaknih v primerjavi z nemieliniziranimi.

Znano je, da se struktura mielina zlahka poruši pri infekcijskih, ishemičnih, travmatskih, toksičnih poškodbah živčnega sistema. Hkrati se razvija proces demielinizacije živčnih vlaken. Še posebej pogosto se demielinizacija razvije pri bolezni multiple skleroze. Zaradi demielinizacije se zmanjša hitrost prevodnosti živčnih impulzov vzdolž živčnih vlaken, zmanjša se hitrost dostave informacij v možgane od receptorjev in od nevronov do izvršilnih organov. To lahko privede do motenj senzorične občutljivosti, motenj gibanja, regulacije notranjih organov in drugih resnih posledic.

Zgradba in funkcije nevronov

Nevron(živčna celica) je strukturna in funkcionalna enota.

Anatomska struktura in lastnosti nevrona zagotavljajo njegovo izvajanje glavne funkcije: izvajanje presnove, pridobivanje energije, zaznavanje različnih signalov in njihova obdelava, tvorba ali sodelovanje pri odzivih, generiranje in prevajanje živčnih impulzov, združevanje nevronov v nevronske kroge, ki zagotavljajo tako najpreprostejše refleksne reakcije kot višje integrativne funkcije možganov.

Nevroni so sestavljeni iz telesa živčne celice in procesov - aksona in dendritov.

riž. 2. Struktura nevrona

telo živčne celice

Telo (perikarion, soma) Nevron in njegovi procesi so povsod prekriti z nevronsko membrano. Membrana celičnega telesa se od membrane aksona in dendritov razlikuje po vsebnosti različnih receptorjev, prisotnosti na njej.

Telo nevrona vsebuje nevroplazmo in jedro, ki je od nje ločeno z membranami, grobim in gladkim endoplazmatskim retikulumom, Golgijevim aparatom in mitohondriji. Kromosomi jedra nevronov vsebujejo niz genov, ki kodirajo sintezo beljakovin, potrebnih za oblikovanje strukture in izvajanje funkcij telesa nevrona, njegovih procesov in sinaps. To so proteini, ki opravljajo funkcije encimov, nosilcev, ionskih kanalčkov, receptorjev itd. Nekateri proteini opravljajo funkcije v nevroplazmi, drugi pa so vgrajeni v membrane organelov, soma in nevronskih procesov. Nekateri od njih, na primer encimi, potrebni za sintezo nevrotransmiterjev, se z aksonskim transportom dostavijo na terminal aksona. V celičnem telesu se sintetizirajo peptidi, ki so potrebni za vitalno aktivnost aksonov in dendritov (na primer rastnih faktorjev). Zato, ko je telo nevrona poškodovano, se njegovi procesi degenerirajo in zrušijo. Če je telo nevrona ohranjeno, vendar je proces poškodovan, pride do njegovega počasnega okrevanja (regeneracije) in obnovitve inervacije denerviranih mišic ali organov.

Mesto sinteze beljakovin v telesih nevronov je grob endoplazmatski retikulum (tigroidna zrnca ali Nisslova telesa) ali prosti ribosomi. Njihova vsebnost v nevronih je višja kot v glialnih ali drugih celicah telesa. V gladkem endoplazmatskem retikulumu in Golgijevem aparatu beljakovine pridobijo svojo značilno prostorsko konformacijo, se razvrstijo in pošljejo v transportne tokove do struktur celičnega telesa, dendritov ali aksona.

V številnih mitohondrijih nevronov se kot posledica procesov oksidativne fosforilacije tvori ATP, katerega energija se uporablja za vzdrževanje vitalne aktivnosti nevrona, delovanje ionskih črpalk in vzdrževanje asimetrije koncentracij ionov na obeh straneh nevrona. membrano. Posledično je nevron v stalni pripravljenosti ne le za zaznavanje različnih signalov, temveč tudi za odzivanje nanje – generiranje živčnih impulzov in njihova uporaba za nadzor funkcij drugih celic.

V mehanizmih zaznavanja različnih signalov s strani nevronov sodelujejo molekularni receptorji membrane celičnega telesa, senzorični receptorji, ki jih tvorijo dendriti, in občutljive celice epitelnega izvora. Signali iz drugih živčnih celic lahko dosežejo nevron skozi številne sinapse, ki nastanejo na dendritih ali na gelu nevrona.

Dendriti živčne celice

Dendriti nevroni tvorijo dendritično drevo, katerega narava razvejanja in velikost sta odvisna od števila sinaptičnih stikov z drugimi nevroni (slika 3). Na dendritih nevrona je na tisoče sinaps, ki jih tvorijo aksoni ali dendriti drugih nevronov.

riž. 3. Sinaptični stiki internevrona. Puščice na levi prikazujejo pretok aferentnih signalov do dendritov in telesa internevrona, na desni - smer širjenja eferentnih signalov internevrona na druge nevrone

Sinapse so lahko heterogene tako po funkciji (inhibitorne, ekscitatorne) kot tudi po vrsti uporabljenega nevrotransmiterja. Dendritična membrana, ki sodeluje pri tvorbi sinaps, je njihova postsinaptična membrana, ki vsebuje receptorje (ligandno odvisne ionske kanale) za nevrotransmiter, ki se uporablja v tej sinapsi.

Ekscitatorne (glutamatergične) sinapse se nahajajo predvsem na površini dendritov, kjer se nahajajo dvigi ali izrastki (1-2 mikrona), imenovani bodice. V membrani bodic so kanali, katerih prepustnost je odvisna od transmembranske potencialne razlike. V citoplazmi dendritov v predelu bodic so našli sekundarne prenašalce intracelularne signalne transdukcije in ribosome, na katerih se kot odziv na sinaptične signale sintetizira protein. Natančna vloga bodic ostaja neznana, vendar je jasno, da povečajo površino dendritičnega drevesa za tvorbo sinaps. Bodice so tudi nevronske strukture za sprejemanje vhodnih signalov in njihovo obdelavo. Dendriti in bodice zagotavljajo prenos informacij od periferije do telesa nevrona. Dendritična membrana je pri košnji polarizirana zaradi asimetrične porazdelitve mineralnih ionov, delovanja ionskih črpalk in prisotnosti ionskih kanalov v njej. Te lastnosti so osnova prenosa informacij čez membrano v obliki lokalnih krožnih tokov (elektrotoničnih), ki se pojavljajo med postsinaptičnimi membranami in območji dendritne membrane, ki mejijo nanje.

Lokalni tokovi med njihovim širjenjem vzdolž dendritne membrane oslabijo, vendar se izkaže, da so zadostne velikosti, da na membrano telesa nevrona prenesejo signale, ki jih prejmejo prek sinaptičnih vhodov do dendritov. V dendritični membrani še niso našli napetostno odvisnih natrijevih in kalijevih kanalov. Nima razdražljivosti in sposobnosti ustvarjanja akcijskih potencialov. Vendar pa je znano, da se akcijski potencial, ki nastane na membrani aksonskega hriba, lahko širi vzdolž nje. Mehanizem tega pojava ni znan.

Domneva se, da so dendriti in bodice del nevronskih struktur, vključenih v spominske mehanizme. Število bodic je še posebej veliko v dendritih nevronov v možganski skorji, bazalnih ganglijih in možganski skorji. Območje dendritičnega drevesa in število sinaps se zmanjšata v nekaterih predelih možganske skorje pri starejših.

nevronski akson

akson - veja živčne celice, ki je ni v drugih celicah. Za razliko od dendritov, katerih število je pri nevronu različno, je akson vseh nevronov enak. Njegova dolžina lahko doseže do 1,5 m. Na izstopni točki aksona iz telesa nevrona je zadebelitev - aksonski nasip, prekrit s plazemsko membrano, ki je kmalu prekrita z mielinom. Območje hriba aksona, ki ni prekrito z mielinom, se imenuje začetni segment. Aksoni nevronov, do njihovih končnih vej, so pokriti z mielinsko ovojnico, ki jo prekinejo prestrezanja Ranvierja - mikroskopska nemielinizirana območja (približno 1 mikron).

Skozi akson (mielinirano in nemielinizirano vlakno) je prekrit z dvoslojno fosfolipidno membrano z vgrajenimi proteinskimi molekulami, ki opravljajo funkcije transporta ionov, napetostno odvisnih ionskih kanalov itd. Beljakovine so enakomerno razporejene v membrani nemieliniziranega živca. vlaken, nahajajo pa se v membrani mieliniziranega živčnega vlakna pretežno v Ranvierovih presledkih. Ker v aksoplazmi ni grobega retikuluma in ribosomov, je očitno, da se ti proteini sintetizirajo v telesu nevrona in se preko aksonskega transporta dostavijo v membrano aksona.

Lastnosti membrane, ki pokriva telo in akson nevrona, so različni. Ta razlika se nanaša predvsem na prepustnost membrane za mineralne ione in je posledica vsebnosti različnih vrst. Če v membrani telesa in dendritih nevrona prevladuje vsebnost ligandno odvisnih ionskih kanalov (vključno s postsinaptičnimi membranami), potem je v membrani aksona, zlasti na območju Ranvierjevih vozlišč, visoka gostota napetosti. -odvisni natrijevi in ​​kalijevi kanalčki.

Membrana začetnega segmenta aksona ima najnižjo polarizacijsko vrednost (približno 30 mV). Na območjih aksona, bolj oddaljenih od celičnega telesa, je vrednost transmembranskega potenciala približno 70 mV. Nizka vrednost polarizacije membrane začetnega segmenta aksona določa, da ima na tem področju membrana nevrona največjo razdražljivost. Tukaj se postsinaptični potenciali, ki so nastali na membrani dendritov in celičnega telesa kot posledica preoblikovanja informacijskih signalov, ki jih prejme nevron v sinapsah, širijo vzdolž membrane nevronskega telesa s pomočjo lokalnih krožni električni tokovi. Če ti tokovi povzročijo depolarizacijo membrane hriba aksona na kritično raven (E k), se bo nevron odzval na signale iz drugih živčnih celic, ki prihajajo do njega, tako da ustvari lasten akcijski potencial (živčni impulz). Nastali živčni impulz se nato prenaša po aksonu do drugih živčnih, mišičnih ali žleznih celic.

Na membrani začetnega segmenta aksona so bodice, na katerih se tvorijo GABAergične inhibitorne sinapse. Prihod signalov po teh linijah od drugih nevronov lahko prepreči nastanek živčnega impulza.

Razvrstitev in vrste nevronov

Razvrstitev nevronov poteka tako glede na morfološke kot funkcionalne značilnosti.

Po številu procesov ločimo multipolarne, bipolarne in psevdounipolarne nevrone.

Glede na naravo povezav z drugimi celicami in opravljeno funkcijo ločijo dotik, vtičnik in motor nevroni. Dotaknite se nevrone imenujemo tudi aferentni nevroni, njihovi procesi pa so centripetalni. Imenujejo se nevroni, ki opravljajo funkcijo prenosa signalov med živčnimi celicami interkalarni, oz asociativno. Nevroni, katerih aksoni tvorijo sinapse na efektorskih celicah (mišičnih, žleznih), se imenujejo motor, oz eferentna, njihovi aksoni se imenujejo centrifugalni.

Aferentni (senzorični) nevroni zaznavajo informacije s senzoričnimi receptorji, jih pretvarjajo v živčne impulze in jih vodijo v možgane in hrbtenjačo. Telesa senzoričnih nevronov najdemo v hrbtenici in lobanji. To so psevdounipolarni nevroni, katerih akson in dendrit skupaj odideta od telesa nevrona in se nato ločita. Dendrit sledi periferiji do organov in tkiv kot del čutnih ali mešanih živcev, akson kot del zadnjih korenin pa vstopi v dorzalne rogove hrbtenjače ali kot del lobanjskih živcev v možgane.

Vstavljanje, oz asociativno, nevroni opravljajo funkcije obdelave vhodnih informacij in zlasti zagotavljajo zapiranje refleksnih lokov. Telesa teh nevronov se nahajajo v sivi snovi možganov in hrbtenjače.

Eferentni nevroni opravljajo tudi funkcijo obdelave prejetih informacij in prenosa eferentnih živčnih impulzov iz možganov in hrbtenjače v celice izvršilnih (efektornih) organov.

Integrativna aktivnost nevrona

Vsak nevron prejme ogromno signalov preko številnih sinaps, ki se nahajajo na njegovih dendritih in telesu, pa tudi prek molekularnih receptorjev v plazemskih membranah, citoplazmi in jedru. Pri signalizaciji se uporablja veliko različnih vrst nevrotransmiterjev, nevromodulatorjev in drugih signalnih molekul. Očitno mora nevron imeti možnost, da jih integrira, da bi oblikoval odziv na hkratni sprejem več signalov.

V koncept je vključen niz procesov, ki zagotavljajo obdelavo dohodnih signalov in oblikovanje nevronskega odziva nanje. integrativna aktivnost nevrona.

Zaznavanje in obdelava signalov, ki prispejo na nevron, poteka s sodelovanjem dendritov, celičnega telesa in aksonskega hriba nevrona (slika 4).

riž. 4. Integracija signalov z nevronom.

Ena od možnosti za njihovo obdelavo in integracijo (seštevanje) je transformacija v sinapse in seštevanje postsinaptičnih potencialov na membrani telesa in procesov nevrona. Zaznani signali se v sinapsah pretvorijo v nihanja potencialne razlike postsinaptične membrane (postsinaptični potenciali). Odvisno od vrste sinapse lahko prejeti signal pretvorimo v majhno (0,5-1,0 mV) depolarizirajočo spremembo potencialne razlike (EPSP - sinapse so na diagramu prikazane kot svetlobni krogi) ali hiperpolarizirajoče (TPSP - sinapse so prikazane v diagram kot črni krogi). Številni signali lahko hkrati prispejo na različne točke nevrona, od katerih se nekateri pretvorijo v EPSP, drugi pa v IPSP.

Ta nihanja potencialne razlike se s pomočjo lokalnih krožnih tokov širijo vzdolž nevronske membrane v smeri hribčka aksona v obliki depolarizacijskih valov (na diagramu bela barva) in hiperpolarizacijo (v črnem diagramu), ki se prekrivata (na diagramu siva območja). S tem prekrivanjem amplitude valov ene smeri se seštejejo, nasprotni pa se zmanjšajo (zgladijo). Ta algebraična seštevka potencialne razlike čez membrano se imenuje prostorsko seštevanje(sl. 4 in 5). Rezultat tega seštevanja je lahko bodisi depolarizacija membrane aksonskega hriba in generiranje živčnega impulza (primera 1 in 2 na sliki 4) bodisi njegova hiperpolarizacija in preprečevanje nastanka živčnega impulza (primera 3 in 4 na sl. . 4).

Da se potencialna razlika membrane aksonskega hriba (približno 30 mV) premakne na Ek, jo je treba depolarizirati za 10-20 mV. To bo povzročilo odpiranje napetostno odvisnih natrijevih kanalov, ki so prisotni v njem, in generiranje živčnega impulza. Ker lahko depolarizacija membrane ob prejemu ene AP in njene preobrazbe v EPSP doseže do 1 mV, vse širjenje do hribčka aksona pa poteka z oslabljenjem, generiranje živčnega impulza zahteva hkratno dostavo 40-80 živčnih impulzov iz drugih nevronov do nevrona prek ekscitatornih sinaps in seštevanja enake količine EPSP.

riž. 5. Prostorsko in časovno seštevanje EPSP z nevronom; (a) EPSP na en sam dražljaj; in — EPSP za večkratno stimulacijo iz različnih aferentov; c — EPSP za pogosto stimulacijo preko enega samega živčnega vlakna

Če v tem času nevron prejme določeno število živčnih impulzov skozi zaviralne sinapse, bosta možna njegova aktivacija in generiranje odzivnega živčnega impulza s hkratnim povečanjem pretoka signalov skozi ekscitatorne sinapse. V pogojih, ko signali, ki prihajajo skozi zaviralne sinapse, povzročijo hiperpolarizacijo nevronske membrane, ki je enaka ali večja od depolarizacije, ki jo povzročajo signali, ki prihajajo skozi ekscitatorne sinapse, bo depolarizacija membrane aksona kolikulusa nemogoča, nevron ne bo generiral živčnih impulzov in bo postal neaktiven. .

Deluje tudi nevron seštevanje časa EPSP in IPTS signala prihajata do njega skoraj istočasno (glej sliko 5). Spremembe potencialne razlike, ki jih povzročajo v skoraj sinaptičnih območjih, lahko tudi algebraično povzamemo, kar imenujemo časovno seštevanje.

Tako vsak živčni impulz, ki ga ustvari nevron, kot tudi obdobje tišine nevrona vsebuje informacije, prejete od številnih drugih živčnih celic. Običajno večja kot je frekvenca signalov, ki prihajajo v nevron iz drugih celic, pogosteje generira odzivne živčne impulze, ki se pošljejo vzdolž aksona do drugih živčnih ali efektorskih celic.

Zaradi dejstva, da so v membrani telesa nevrona in celo v njegovih dendritih natrijevi kanali (čeprav v majhnem številu), se lahko akcijski potencial, ki nastane na membrani aksonskega hriba, razširi na telo in del dendriti nevrona. Pomen tega pojava ni dovolj jasen, vendar se domneva, da propagacijski akcijski potencial za trenutek zgladi vse lokalne tokove, prisotne na membrani, ponastavi potenciale in prispeva k učinkovitejšemu zaznavanju novih informacij s strani nevrona.

Molekularni receptorji sodelujejo pri transformaciji in integraciji signalov, ki prihajajo do nevrona. Hkrati lahko njihova stimulacija s signalnimi molekulami povzroči spremembe v stanju ionskih kanalov, ki jih sprožijo (G-proteini, drugi mediatorji), transformacijo zaznanih signalov v nihanja potencialne razlike nevronske membrane, seštevanje in nastanek nevronski odziv v obliki generiranja živčnega impulza ali njegove inhibicije.

Transformacijo signalov z metabotropnimi molekularnimi receptorji nevrona spremlja njegov odziv v obliki kaskade znotrajceličnih transformacij. Odziv nevrona v tem primeru je lahko pospešek celotnega metabolizma, povečanje tvorbe ATP, brez katerega je nemogoče povečati njegovo funkcionalno aktivnost. Z uporabo teh mehanizmov nevron integrira prejete signale za izboljšanje učinkovitosti lastne aktivnosti.

Intracelularne transformacije v nevronu, ki jih sprožijo prejeti signali, pogosto vodijo do povečanja sinteze beljakovinskih molekul, ki opravljajo funkcije receptorjev, ionskih kanalov in nosilcev v nevronu. S povečanjem njihovega števila se nevron prilagaja naravi dohodnih signalov, povečuje občutljivost na pomembnejše od njih in oslabi na manj pomembne.

Prejemanje številnih signalov s strani nevrona lahko spremlja izražanje ali zatiranje določenih genov, na primer tistih, ki nadzorujejo sintezo nevromodulatorjev peptidne narave. Ker se dostavijo na aksonske terminale nevrona in se v njih uporabljajo za povečanje ali oslabitev delovanja njegovih nevrotransmiterjev na druge nevrone, ima nevron kot odziv na signale, ki jih prejme, lahko, odvisno od prejetih informacij, močnejši. ali šibkejši učinek na druge z njim nadzorovane živčne celice. Glede na to, da lahko modulacijsko delovanje nevropeptidov traja dolgo, lahko tudi vpliv nevrona na druge živčne celice traja dlje časa.

Tako se lahko nevron zaradi zmožnosti integracije različnih signalov nanje subtilno odzove. širok razpon odzivi, ki vam omogočajo, da se učinkovito prilagodite naravi dohodnih signalov in jih uporabite za uravnavanje funkcij drugih celic.

nevronska vezja

Nevroni CNS medsebojno delujejo in tvorijo različne sinapse na točki stika. Nastale nevronske pene močno povečajo funkcionalnost živčnega sistema. Najpogostejša nevronska vezja vključujejo: lokalna, hierarhična, konvergentna in divergentna nevronska vezja z enim vhodom (slika 6).

Lokalna nevronska vezja tvorijo dva ali več nevronov. V tem primeru bo eden od nevronov (1) dal svoj aksonski kolateral nevronu (2), ki bo na njegovem telesu tvoril aksosomatsko sinapso, drugi pa bo tvoril aksonomsko sinapso na telesu prvega nevrona. Lokalne nevronske mreže lahko delujejo kot pasti, v katerih lahko živčni impulzi dolgo krožijo v krogu, ki ga tvori več nevronov.

Možnost dolgotrajnega kroženja vzbujevalnega vala (živčnega impulza), ki se je nekoč pojavil zaradi prenosa, vendar obročaste strukture, je eksperimentalno pokazal profesor I.A. Vetokhin v poskusih na živčnem obroču meduze.

Krožno kroženje živčnih impulzov vzdolž lokalnih nevronskih vezij opravlja funkcijo preoblikovanja ritma vzbujanja, zagotavlja možnost podaljšanega vzbujanja po prenehanju signalov, ki prihajajo k njim, in sodeluje v mehanizmih shranjevanja dohodnih informacij.

Lokalni tokokrogi lahko opravljajo tudi zavorno funkcijo. Primer tega je ponavljajoča se inhibicija, ki se izvaja v najpreprostejšem lokalnem nevronskem vezju hrbtenjače, ki ga tvorita a-motonevron in Renshawova celica.

riž. 6. Najpreprostejša nevronska vezja CNS. Opis v besedilu

V tem primeru se vzbujanje, ki je nastalo v motoričnem nevronu, širi vzdolž veje aksona, aktivira Renshawovo celico, ki zavira a-motonevron.

konvergentne verige tvori več nevronov, na enem od katerih se (običajno eferentni) zbližajo ali konvergirajo aksoni številnih drugih celic. Takšna vezja so široko razširjena v CNS. Na primer, aksoni številnih nevronov v senzoričnih poljih skorje konvergirajo k piramidnim nevronom primarne motorične skorje. Aksoni na tisoče senzoričnih in interkalarnih nevronov različnih ravneh osrednjega živčevja konvergirajo na motorične nevrone ventralnih rogov hrbtenjače. Konvergentna vezja imajo pomembno vlogo pri integraciji signalov eferentnih nevronov in pri koordinaciji fizioloških procesov.

Divergentne verige z enim vhodom tvori nevron z razvejanim aksonom, katerega vsaka veja tvori sinapso z drugo živčno celico. Ta vezja opravljajo funkcije hkratnega prenosa signalov od enega nevrona do številnih drugih nevronov. To dosežemo zaradi močnega razvejanja (tvorba več tisoč vej) aksona. Takšni nevroni se pogosto nahajajo v jedrih retikularne tvorbe možganskega debla. Zagotavljajo hitro povečanje razdražljivosti številnih delov možganov in mobilizacijo njihovih funkcionalnih rezerv.

V tem članku bomo govorili o nevronih možganov. Nevroni možganske skorje so strukturna in funkcionalna enota celotnega splošnega živčnega sistema.

Takšna celica ima zelo zapleteno strukturo, visoko specializacijo, in če govorimo o njeni strukturi, potem je celica sestavljena iz jedra, telesa in procesov. V človeškem telesu je približno 100 milijard teh celic.

Funkcije

Vse celice, ki se nahajajo v Človeško telo nujno odgovoren za eno ali drugo svojo funkcijo. Nevroni niso izjema.

Tako kot druge možganske celice morajo vzdrževati lastno strukturo in nekatere funkcije ter se jim prilagajati možne spremembe pogojev in v skladu s tem izvajati regulativne procese na celicah, ki so v neposredni bližini.

Glavna funkcija nevronov je procesiranje pomembna informacija, in sicer njegov sprejem, prevajanje in nato prenos v druge celice. Informacije prihajajo prek sinaps, ki imajo receptorje za senzorične organe ali nekatere druge nevrone.

Prav tako lahko v nekaterih situacijah pride do prenosa informacij tudi neposredno iz zunanjega okolja s pomočjo tako imenovanih specializiranih dendritov. Informacije se prenašajo preko aksonov, njihov prenos pa poteka s sinapsami.

Struktura

Telo celice. Ta del nevrona velja za najpomembnejšega in ga sestavljata citoplazma in jedro, ki ustvarjata protoplazmo, zunaj pa je omejena na nekakšno membrano, sestavljeno iz dvojne plasti lipidov.

Po drugi strani pa je taka plast lipidov, ki jo običajno imenujemo tudi biolipidna plast, sestavljena iz hidrofobnih repov in istih glav. Treba je opozoriti, da so takšni lipidi med seboj repi in tako ustvarijo nekakšno hidrofobno plast, ki je sposobna prenesti skozi sebe samo snovi, ki se raztopijo v maščobah.

Na površini membrane so beljakovine, ki so v obliki globul. Na takih membranah so izrastki polisaharidov, s pomočjo katerih ima celica dobro priložnost zaznati draženje. zunanji dejavniki. Tu so prisotni tudi integralni proteini, ki pravzaprav skoz in skoz prodirajo skozi celotno površino membrane, v njih pa se posledično nahajajo ionski kanalčki.

Nevronske celice možganske skorje so sestavljene iz teles s premerom od 5 do 100 mikronov, ki vsebujejo jedro (z veliko jedrskih por), pa tudi nekatere organele, vključno z dokaj močno razvijajočim se grobo oblikovanim EPR z aktivnimi ribosomi .

Prav tako so procesi vključeni v vsako posamezno celico nevrona. Obstajata dve glavni vrsti procesov - akson in dendriti. Značilnost nevrona je, da ima razvit citoskelet, ki je dejansko sposoben prodreti v njegove procese.

Zahvaljujoč citoskeletu se nenehno vzdržuje potrebna in standardna oblika celice, njene niti pa delujejo kot nekakšne "tirnice", po katerih se prenašajo organele in snovi, ki se pakirajo v membranske vezikle.

Dendriti in aksoni. Akson je videti kot precej dolg proces, ki je popolnoma prilagojen procesom, katerih cilj je vzbujanje nevrona iz človeškega telesa.

Povsem drugače so videti dendriti, četudi je njihova dolžina precej krajša, poleg tega pa imajo preveč razvite procese, ki igrajo vlogo glavnega mesta, kjer se začnejo pojavljati zaviralne sinapse, ki lahko tako vplivajo na nevron, ki v kratkem času človeški nevroni so vznemirjeni.

Običajno je nevron sestavljen iz več dendritov hkrati. Ker obstaja samo en akson. En nevron ima povezave s številnimi drugimi nevroni, včasih je takšnih povezav približno 20.000.

Dendriti se delijo na dihotomen način, aksoni pa so sposobni dati kolaterale. Skoraj vsak nevron vsebuje več mitohondrijev na vozliščih vej.

Omeniti velja tudi dejstvo, da dendriti nimajo mielinske ovojnice, medtem ko imajo aksoni lahko tak organ.

Sinapsa je mesto, kjer se vzpostavi stik med dvema nevronoma ali med efektorsko celico, ki sprejema signal, in samim nevronom.

Glavna funkcija takega komponentnega nevrona je prenos živčnih impulzov med različnimi celicami, frekvenca signala pa se lahko razlikuje glede na hitrost in vrste prenosa tega signala.

Treba je opozoriti, da lahko nekatere sinapse povzročijo depolarizacijo nevronov, druge pa, nasprotno, hiperpolarizirajo. Prva vrsta nevronov se imenuje ekscitatorna, druga pa zaviralna.

Praviloma mora za začetek procesa vzbujanja nevrona več ekscitatornih sinaps delovati kot dražljaji hkrati.

Razvrstitev

Glede na število in lokalizacijo dendritov ter lokacijo aksona delimo možganske nevrone na unipolarne, bipolarne, brezaksonske, multipolarne in psevdounipolarne nevrone. Zdaj bi rad podrobneje razmislil o vsakem od teh nevronov.

Unipolarni nevroni imajo en majhen proces in se najpogosteje nahajajo v senzoričnem jedru tako imenovanega trigeminalnega živca, ki se nahaja v srednjem delu možganov.

Nevroni brez aksonov so majhne velikosti in so lokalizirani v neposredni bližini hrbtenjače, in sicer v medvretenčnih žolčkih in nimajo popolnoma nobene delitve procesov na aksone in dendrite; vsi procesi imajo skoraj enak videz in med njimi ni resnih razlik.

bipolarni nevroni sestavljeni iz enega dendrita, ki se nahaja v posebnih čutnih organih, zlasti v očesni mreži in čebulici, ter samo enega aksona;

Multipolarni nevroni imajo v lastni strukturi več dendritov in en akson in se nahajajo v osrednjem živčnem sistemu;

Psevdo-unipolarni nevroni se štejejo za svojevrstne na svoj način, saj sprva od glavnega telesa odstopa le en proces, ki je nenehno razdeljen na več drugih, takšni procesi pa se nahajajo izključno v hrbteničnih ganglijih.

Obstaja tudi klasifikacija nevronov po funkcionalnem principu. Torej, po takšnih podatkih ločimo eferentne nevrone, aferentne, motorične in tudi internevrone.

Eferentni nevroni imajo v svoji sestavi ne-ultimatum in ultimat podvrste. Poleg tega vključujejo primarne celice človeških občutljivih organov.

Aferentni nevroni. Nevroni te kategorije se obravnavajo kot primarne občutljive celice človeški organi, in psevdounipolarne celice, ki imajo dendrite s prostimi konci.

Asociativni nevroni. Glavna funkcija te skupine nevronov je izvajanje komunikacije med aferentnimi eferentnimi tipi nevronov. Takšni nevroni so razdeljeni na projekcijske in komisurne.

Razvoj in rast

Nevroni se začnejo razvijati iz majhne celice, ki velja za njeno predhodnico in se preneha deliti, še preden nastanejo prvi lastni procesi.

Treba je opozoriti, da znanstveniki trenutno še niso v celoti preučili vprašanja razvoja in rasti nevronov, vendar nenehno delajo v tej smeri.

V večini primerov se najprej razvijejo aksoni, nato pa dendriti. Na samem koncu procesa, ki se začne vztrajno razvijati, nastane zadebelitev, ki je značilna in za tako celico nenavadna oblika in tako se utira pot skozi tkivo, ki obdaja nevrone.

To zadebelitev običajno imenujemo rastni stožec živčnih celic. Ta stožec je sestavljen iz nekega sploščenega dela živčne celice, ki je nato sestavljena iz velikega števila precej tankih bodic.

Mikrobodice imajo debelino od 0,1 do 0,2 mikromikrona, v dolžino pa lahko dosežejo 50 mikronov. Ko govorimo neposredno o ravnem in širokem območju stožca, je treba opozoriti, da se nagiba k spreminjanju lastnih parametrov.

Med mikropiki stožca je nekaj vrzeli, ki jih v celoti prekrije nagubana membrana. Mikrobodice se premikajo stalno podlago, zaradi česar se v primeru poškodb nevroni obnovijo in pridobijo potrebno obliko.

Naj opozorim, da se vsaka posamezna celica premika na svoj način, tako da če se ena od njih podaljša ali razširi, lahko druga odstopa v različne smeri ali se celo drži substrata.

Rastni stožec je v celoti napolnjen z membranskimi mehurčki, za katere je značilna premajhna velikost in nepravilna oblika ter medsebojne povezave.

Poleg tega rastni stožec vsebuje nevrofilamente, mitohondrije in mikrotubule. Takšni elementi se lahko premikajo z veliko hitrostjo.

Če primerjamo hitrosti gibanja elementov stožca in samega stožca, je treba poudariti, da sta približno enaki, zato lahko sklepamo, da v obdobju rasti ne opazimo niti sestavljanja niti kakršnih koli motenj mikrotubul.

Verjetno se nov membranski material začne dodajati že na samem koncu postopka. Rastni stožec je mesto precej hitre endocitoze in eksocitoze, kar potrjuje veliko število veziklov, ki se nahajajo tukaj.

Praviloma pred rastjo dendritov in aksonov pride trenutek migracije nevronskih celic, to je, ko se nezreli nevroni dejansko naselijo in začnejo obstajati na istem stalnem mestu.

Človeški možgani so v naravi najbolj produktivni. Predstavlja do 2,5 % telesne teže in se lahko razvija vse življenje. Če pogledate možgane z vidika znanosti, postane jasno, da je vsak človek pravi nadčlovek. Nevroni so hitrejši od Sapsana, nezmožnost žgečkanja in žongliranje namesto nootropikov - T & P je zbral 10 dejstev o človeških možganih, ki lahko spremenijo našo predstavo o sebi.

Vaši možgani so sestavljeni iz približno 100 milijard nevronov. Če bi bil vsak od njih zvezda, bi se v lobanjo prilegala tretjina galaksije Rimske ceste. Obstaja pet delov možganov: podolgovata medula, zadnji možgani, ki vključuje mali možgani in most, srednji možgani, diencefalon in prednji možgani, ki jih predstavljajo velike poloble. Vsak od njih opravlja na desetine in celo stotine različnih funkcij.

Hitrost prenosa informacij v možganih lahko doseže 432 km/h. Za primerjavo, hitrost vlakov Sapsan, ki vozijo med Moskvo in Sankt Peterburgom, je približno 250 km/h. Če bi se Sapsan premikal tako hitro, kot delujejo vaši možgani, bi razdaljo med dvema mestoma prevozil v 1 uri in 36 minutah.

Povprečno število misli , ki vam vsak dan pridejo na misel – okoli 70 000. S takšno aktivnostjo so možgani prisiljeni nenehno pozabljati nepotrebne informacije, da se ne bi preobremenili in zaščitili pred neprijetnimi čustvenimi izkušnjami. Tako lahko hitreje razmišljate in lažje absorbirate nove informacije.

Vendar pa tekom svojega življenja, vašega dolgoročnega pomnilnik lahko shrani do 1 kvadrilijon (1 milijon milijard) posameznih bitov informacij . To je enako 25.000 DVD-jev.

Ko so možgani budni, proizvedejo 10 do 23 vatov energije. To je dovolj za napajanje električne žarnice. Zato ta artikel v celoti upravičuje svoj status tradicionalnega simbola spoznanj in novih idej.

Nove fizične povezave med nevroni se ustvarijo vsakič, ko si nekaj zapomnimo. To je mogoče storiti ne samo v stanju budnosti, ampak tudi v fazi REM spanje. Znanstveniki so ugotovili, da se v njej človek lahko nauči novih informacij in opravlja neznane naloge (na primer zapomni si glasbene komade). Med spanjem REM velike mišice telesa se sprostijo, možganska aktivnost se poveča in zrkla se začnejo aktivno premikati pod vekami. Vsako noč doživite 9 do 12 "hitrih" faz. Skupno predstavljajo od 20 do 25 % nočnega spanca. To pomeni, da od 80 let življenja v tem stanju oseba preživi od 5 do 6,5 let.

Vaši možgani prenehajo aktivno rasti in pri 18 letih postanejo "odrasli". Vendar se ne neha razvijati. Še posebej dobro izurjene so veščine socializacije in komunikacije z drugimi ljudmi, za katere je odgovorna prefrontalna skorja. Zraste lahko do 40 let ali več. Sposobnost rasti skozi vse življenje se ohranja tudi na drugih področjih: na primer v hipokampusu, ki je odgovoren za spomin. Študije, opravljene v Združenem kraljestvu, so pokazale, da imajo londonski taksisti, ki dobro poznajo mesto, v povprečju to področje možganov več kot ljudje drugih poklicev. Še posebej veliko je bilo za voznike, ki so delali v mestu največje število let.

Mit, da uporabljaš le 10 % možganov, ne drži. Vsak del možganov ima znano funkcijo. Na primer, zahvaljujoč delu dveh miniaturnih območij, imenovanih amigdala, ki se nahajajo v temporalnih režnjih možganov, lahko brez besed prepoznate občutke na obrazih drugih ljudi in njihovo razpoloženje. Toda želja po smehu šali zahteva, da je vključenih pet različnih področij možganov hkrati.

Imate več kot le pet znanih čutil: vid, sluh, dotik, vonj in okus. Imate tudi metačut, imenovan propriocepcija , ki združuje znanje vaših možganov o tem, kaj počnejo vaše mišice, z občutkom za velikost, obliko in položaj vašega telesa v prostoru. Zahvaljujoč propriocepciji veste, kje so deli telesa drug glede na drugega, in se lahko z zaprtimi očmi dotaknete konice nosu s prstom. Toda žgečkati se je nemogoče: vaši možgani so sposobni razlikovati med lastnimi dotiki in dotiki od zunaj, tudi če so slednji pričakovani.

Vsakodnevna vadba žongliranja bi spremenila vaše možgane v samo sedmih dneh : v parietalnih režnjah bi imeli več bele snovi, ki je odgovorna za koordinacijo gibov. To dokazuje, da se možgani lahko zelo hitro razvijajo in prilagajajo.

omg, okreni se

V svoji 100-letni zgodovini se je nevroznanost držala dogme, da se možgani odraslih ne spreminjajo. Veljalo je, da lahko človek izgubi živčne celice, ne pa pridobi novih. Če bi bili možgani sposobni strukturnih sprememb, kako bi se ohranili?

Koža, jetra, srce, ledvice, pljuča in kri lahko tvorijo nove celice, ki nadomestijo poškodovane. Do nedavnega so strokovnjaki verjeli, da se ta sposobnost regeneracije ne razširi na osrednji živčni sistem, ki ga sestavljajo možgani in.

Nevroznanstveniki že desetletja iščejo načine za izboljšanje zdravja možganov. Strategija zdravljenja je temeljila na nadomestitvi pomanjkanja nevrotransmiterjev – kemikalij, ki prenašajo sporočila do živčnih celic (nevronov). Pri Parkinsonovi bolezni, na primer, pacientovi možgani izgubijo sposobnost proizvajanja nevrotransmiterja dopamina, ker celice, ki ga proizvajajo, odmrejo. Kemični »sorodnik« dopamina, L-Dopa, lahko začasno olajša stanje bolnika, ne pa ga ozdravi. Za nadomestitev nevronov, ki umrejo pri nevroloških boleznih, kot sta Huntingtonova in Parkinsonova bolezen, ter poškodbah, nevroznanstveniki poskušajo vsaditi matične celice, pridobljene iz zarodkov. V zadnjem času so se raziskovalci začeli zanimati za nevrone, ki izvirajo iz človeških embrionalnih matičnih celic, iz katerih je pod določenimi pogoji mogoče tvoriti katero koli vrsto človeške celice v petrijevki.

Čeprav imajo matične celice številne prednosti, je treba očitno negovati sposobnost odraslega živčnega sistema, da se samopopravi. Za to je treba uvesti snovi, ki spodbujajo možgane k tvorbi lastnih celic in obnavljanju poškodovanih živčnih vezij.

Novorojene živčne celice

V 1960-70 letih. raziskovalci so ugotovili, da je centralni živčni sistem sesalcev sposoben regeneracije. Prvi poskusi so pokazali, da se lahko glavne veje možganskih nevronov in - aksonov opomorejo po poškodbah. Kmalu so odkrili rojstvo novih nevronov v možganih odraslih ptic, opic in ljudi; nevrogeneza.

Postavlja se vprašanje: če lahko centralni živčni sistem tvori nove, ali je sposoben okrevati v primeru bolezni ali poškodbe? Da bi odgovorili nanj, je treba razumeti, kako poteka nevrogeneza v možganih odraslih in kako je to mogoče.

Rojstvo novih celic poteka postopoma. Tako imenovane multipotentne matične celice v možganih se občasno začnejo deliti, kar povzroči nastanek drugih matičnih celic, ki lahko zrastejo v nevrone ali podporne celice, imenovane. Toda za zorenje se morajo novorojene celice izogibati vplivu multipotentnih matičnih celic, kar uspe le polovici - ostale odmrejo. Ta potratnost spominja na proces, ki se dogaja v telesu pred rojstvom in v zgodnjem otroštvu, ko nastane več živčnih celic, kot je potrebno za nastanek možganov. Preživijo samo tisti, ki tvorijo aktivne vezi z drugimi.

Ali bo preživela mlada celica postala nevron ali glialna celica, je odvisno od tega, v katerem delu možganov konča in kateri procesi se bodo v tem obdobju odvijali. Za popolno delovanje novega nevrona traja več kot mesec dni. pošiljanje in prejemanje informacij. V to smer. nevrogeneza ni enkraten dogodek. proces. ki ga uravnavajo snovi. imenujemo rastni faktorji. Na primer, faktor, imenovan "sonični ježek" (zvočni ježek), odkrito prvič pri žuželkah, uravnava sposobnost nezrelih nevronov za razmnoževanje. Faktor zarezo in razred molekul. Zdi se, da tako imenovani kostni morfogenetski proteini določajo, ali nova celica postane glialna ali nevronska. Takoj ko se zgodi. drugi rastni dejavniki. kot je nevrotrofični faktor iz možganov (BDNF). nevrotrofini in insulinu podoben rastni faktor (IGF) začeti podpirati vitalno aktivnost celice in spodbujati njeno zorenje.

Scena

Novi nevroni v možganih odraslih sesalcev ne nastanejo po naključju. očitno. nastanejo le v prazninah, napolnjenih s tekočino, v prekatih, pa tudi v hipokampusu - strukturi, skriti globoko v možganih. v obliki morskega konjička. Nevroznanstveniki so dokazali, da so celice, ki so usojene, da postanejo nevroni. premakniti iz ventriklov v vohalne čebulice. ki prejemajo informacije iz celic, ki se nahajajo v nosni sluznici in so občutljive na.. Nihče ne ve natančno, zakaj vohalna čebulica potrebuje toliko novih nevronov. Lažje je uganiti, zakaj jih hipokampus potrebuje: ker je ta struktura pomembna za pomnjenje novih informacij, verjetno dodatnih nevronov. prispevajo k krepitvi povezav med živčnimi celicami, povečujejo sposobnost možganov za obdelavo in shranjevanje informacij.

Nevrogenezne procese najdemo tudi zunaj hipokampusa in vohalne žarnice, na primer v prefrontalni skorji, sedežu inteligence in logike. kot tudi v drugih predelih možganov in hrbtenjače odraslih. V zadnjem času se pojavlja vse več podrobnosti o molekularnih mehanizmih, ki nadzorujejo nevrogenezo, in o kemičnih dražljajih, ki jo uravnavajo. in imamo pravico upati. da bo sčasoma mogoče umetno spodbuditi nevrogenezo v katerem koli delu možganov. Ker vedo, kako rastni dejavniki in lokalno mikrookolje poganjajo nevrogenezo, raziskovalci upajo, da bodo razvili terapije, ki lahko popravijo bolne ali poškodovane možgane.

S spodbujanjem nevrogeneze je mogoče izboljšati bolnikovo stanje pri nekaterih nevroloških boleznih. Na primer. razlog je zamašitev možganskih žil, zaradi česar nevroni umrejo zaradi pomanjkanja kisika. Po možganski kapi se v hipokampusu začne razvijati nevrogeneza, ki želi s pomočjo novih nevronov »ozdraviti« poškodovano možgansko tkivo. Večina novorojenih celic umre, nekatere pa se uspešno preselijo na poškodovano območje in se spremenijo v popolne nevrone. Kljub temu, da to ni dovolj za nadomestilo škode pri hudi možganski kapi. nevrogeneza lahko pomaga možganom po mikromožganskih kapi, ki pogosto ostanejo neopaženi. Zdaj nevroznanstveniki poskušajo uporabiti vaskulo-epidermalni rastni faktor (VEGF) in rastni faktor fibroblastov (FGF) za izboljšanje naravnega okrevanja.

Obe snovi sta veliki molekuli, ki skoraj ne prečkata krvno-možganske pregrade, t.j. mreža tesno prepletenih celic, ki obdajajo možganske krvne žile. Leta 1999 biotehnološko podjetje Wyeth-Ayerst Laboratories in Scios iz Kalifornije je prekinil klinična preskušanja FGF, ki se uporablja za. ker njegove molekule niso prišle v možgane. Nekateri raziskovalci so poskušali rešiti ta problem s povezovanjem molekule FGF z drugi, ki je zavedel celico in jo prisilil, da zajame celoten kompleks molekul in ga prenese v možgansko tkivo. Drugi znanstveniki imajo gensko spremenjene celice, ki proizvajajo FGF. in presadili v možgane. Doslej so bili tovrstni poskusi izvedeni le na živalih.

Stimulacija nevrogeneze je lahko učinkovita pri zdravljenju depresije. glavni razlog ki (poleg genetske predispozicije) velja za kronično. omejevanje, kot veste. število nevronov v hipokampusu. Veliko proizvedenih zdravil. prikazano pri depresiji. vključno s prozacem. izboljša nevrogenezo pri živalih. Zanimivo je, da za lajšanje depresivnega sindroma s pomočjo tega zdravila traja en mesec – enako količino. koliko in za izvajanje nevrogeneze. mogoče. depresijo deloma povzroči upočasnitev tega procesa v hipokampusu. Najnovejše klinične raziskave z uporabo tehnik slikanja živčnega sistema potrjeno. da pri bolnikih s kronična depresija hipokampus je manjši kot pri zdravih ljudeh. Dolgotrajna uporaba antidepresivov. Zdi se, kot. spodbuja nevrogenezo: pri glodalcih. ki so prejemali ta zdravila več mesecev. V hipokampusu so se rodili novi nevroni.

Nevronske matične celice povzročajo nastanek novih možganskih celic. Občasno se delijo na dva glavna področja: v ventrikle (vijolična), ki so napolnjene s cerebrospinalno tekočino, ki neguje centralni živčni sistem, in v hipokampusu (modra) - struktura, potrebna za učenje in spomin. S proliferacijo matičnih celic (na dnu) nastanejo nove matične celice in matične celice, ki se lahko spremenijo v nevrone ali podporne celice, imenovane glialne celice (astrociti in dendrociti). Vendar pa se diferenciacija novorojenih živčnih celic lahko zgodi šele, ko so se oddaljile od svojih prednikov. (rdeče puščice), da jim v povprečju le polovica uspe, ostali pa propadejo. V možganih odraslih so odkrili nove nevrone v hipokampusu in vohalnih čebulicah, ki so bistvenega pomena za vonjanje. Znanstveniki upajo, da bodo možgane odraslih prisilili, da se popravijo, tako da povzročijo delitev in razvoj nevronskih matičnih ali matičnih celic, kjer in kadar je to potrebno.

Matične celice kot metoda zdravljenja

Raziskovalci menijo, da sta dve vrsti matičnih celic potencialno orodje za popravilo poškodovanih možganov. Prvič, odrasle nevronske matične celice: redke primarne celice, ohranjene v zgodnjih fazah embrionalnega razvoja, najdemo jih v vsaj dveh regijah možganov. Lahko se delijo skozi vse življenje, pri čemer nastanejo novi nevroni in podporne celice, imenovane glia. Druga vrsta vključuje izvorne celice človeškega zarodka, izolirane iz zarodkov v zelo zgodnji fazi razvoja, ko je celoten zarodek sestavljen iz približno sto celic. Te embrionalne matične celice lahko povzročijo nastanek katere koli celice v telesu.

Večina študij spremlja rast nevronskih matičnih celic v posodah za kulturo. Tam se lahko razdelijo, jih genetsko označijo in nato presadijo nazaj v odrasli živčni sistem. V poskusih, ki so jih do zdaj izvajali le na živalih, se celice dobro ukoreninijo in se lahko diferencirajo v zrele nevrone na dveh predelih možganov, kjer normalno poteka tvorba novih nevronov – v hipokampusu in v vohalnih čebulicah. Vendar pa na drugih področjih živčne matične celice, vzete iz možganov odraslih, počasi postanejo nevroni, čeprav lahko postanejo glia.

Težava pri odraslih nevronskih matičnih celicah je, da so še nezrele. Če odrasli možgani, v katere so presajeni, ne ustvarijo signalov, potrebnih za spodbujanje njihovega razvoja v določeno vrsto nevrona - kot je nevron hipokampusa -, bodo bodisi umrli, postali glialna celica ali ostali nediferencirana matična celica. Za rešitev te težave je treba ugotoviti, kateri biokemični signali povzročajo nevronske zarodna celica postati nevron te vrste in nato usmeriti razvoj celice po tej poti prav v posodi za kulturo. Pričakuje se, da bodo te celice po presaditvi v določeno regijo možganov ostale nevrone iste vrste, tvorile povezave in začele delovati.

Vzpostavljanje pomembnih povezav

Ker od trenutka delitve nevronske matične celice do vključitve njenega potomca v funkcionalna vezja možganov mine približno mesec dni, vloga teh novih nevronov verjetno ni določena toliko z rodovino celice, temveč s tem, kako nove in obstoječe celice se med seboj povezujejo (tvorijo sinapse) in z obstoječimi nevroni ter tvorijo živčna vezja. V procesu sinaptogeneze so tako imenovane bodice na stranskih odrastkih ali dendritih enega nevrona povezane z glavno vejo ali aksonom drugega nevrona.

Nedavne študije kažejo, da dendritične bodice (na dnu) lahko spremenijo svojo obliko v nekaj minutah. To kaže, da je sinaptogeneza lahko osnova učenja in spomina. Enobarvne mikrofotografije možganov žive miške (rdeča, rumena, zelena in modra) so bili vzeti en dan narazen. Večbarvna slika (skrajno desno) so enake fotografije, ki so postavljene ena na drugo. Nespremenjena področja so videti skoraj bela.

Pomagajte možganom

Druga bolezen, ki izzove nevrogenezo, je Alzheimerjeva bolezen. Kot so pokazale nedavne študije, v organih miši. ki so jim predstavili gene osebe, ki jo je prizadela Alzheimerjeva bolezen. ugotovljena so bila različna odstopanja nevrogeneze od norme. Zaradi tega posega žival prekomerno proizvede mutantno obliko prekurzorja človeškega amiloidnega peptida in raven nevronov v hipokampusu pade. In hipokampus miši z mutiranim človeškim genom. ki kodira protein presenilin. imela majhno število delitvenih celic in. oz. manj preživelih nevronov. Uvod FGF neposredno v možgane živali oslabi nagnjenost; Posledično. Rastni dejavniki so lahko dobro zdravljenje te uničujoče bolezni.

Naslednja faza raziskav so rastni faktorji, ki nadzorujejo različne stopnje nevrogeneze (tj. rojstvo novih celic, migracija in zorenje mladih celic), ter dejavniki, ki zavirajo vsako stopnjo. Za zdravljenje bolezni, kot je depresija, pri kateri se zmanjša število celic, ki se delijo, je treba najti farmakološke snovi ali druge metode vpliva. krepitev celične proliferacije. Očitno z epilepsijo. rojevajo se nove celice. potem pa migrirajo v napačno smer in jih je treba razumeti. kako "zgrešene" nevrone usmeriti v pravo smer. Pri malignih možganskih gliomih se glialne celice razmnožujejo in tvorijo smrtonosne, rastoče tumorje. Čeprav vzroki glioma še niso jasni. nekateri verjamejo. da je posledica nenadzorovane rasti možganskih matičnih celic. Gliome lahko zdravimo z naravnimi spojinami. uravnavanje delitve takšnih matičnih celic.

Za zdravljenje možganske kapi je pomembno ugotoviti. kateri rastni faktorji zagotavljajo preživetje nevronov in spodbujajo preobrazbo nezrelih celic v zdrave nevrone. S takšnimi boleznimi. kot Huntingtonova bolezen. amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in Parkinsonova bolezen (ko odmrejo zelo specifične vrste celic, kar vodi do razvoja specifičnih kognitivnih ali motoričnih simptomov). ta proces se najpogosteje pojavlja, saj celice. s katerimi so te bolezni povezane, se nahajajo na omejenih območjih.

Postavlja se vprašanje: kako nadzorovati proces nevrogeneze pod to ali drugačno vrsto vpliva, da bi nadzorovali število nevronov, saj je njihov presežek tudi nevaren? Na primer, pri nekaterih oblikah epilepsije se živčne matične celice še naprej delijo tudi po tem, ko novi nevroni izgubijo sposobnost ustvarjanja koristnih povezav. Nevroznanstveniki predlagajo, da "napačne" celice ostanejo nezrele in končajo na napačnem mestu. tvorijo t.i. umetna kortikalna displazija (FCD), ki povzroča epileptiformne izpuste in povzroča epileptične napade. Možno je, da vnos rastnih faktorjev pri možganski kapi. Parkinsonova bolezen in druge bolezni lahko povzročijo prehitro delitev nevralnih matičnih celic in povzročijo podobne simptome. Zato bi morali raziskovalci najprej raziskati uporabo rastnih faktorjev za induciranje rojstva, migracije in zorenja nevronov.

Pri zdravljenju poškodb hrbtenjače je treba ALS ali matične celice prisiliti, da proizvajajo oligodendrocite, vrsto glialnih celic. Potrebni so za komunikacijo nevronov med seboj. ker izolirajo dolge aksone, ki prehajajo iz enega nevrona v drugega. preprečuje razpršitev električnega signala, ki prehaja skozi akson. Znano je, da imajo matične celice v hrbtenjači sposobnost občasno tvoriti oligodendrocite. Raziskovalci so uporabili rastne faktorje za spodbujanje tega procesa pri živalih s poškodbo hrbtenjače in opazili pozitivne rezultate.

Polnjenje za možgane

Ena od pomembnih značilnosti nevrogeneze v hipokampusu je, da lahko posameznik vpliva na hitrost delitve celic, število preživelih mladih nevronov in njihovo sposobnost integracije v živčno mrežo. Na primer. ko odrasle miši preselimo iz navadnih in utesnjenih kletk v bolj udobne in prostorne. imajo znatno povečanje nevrogeneze. Raziskovalci so ugotovili, da je vadba miši na tekaškem kolesu zadostovala za podvojitev števila celic, ki se delijo v hipokampusu, kar je povzročilo dramatično povečanje števila novih nevronov. Zanimivo je, da lahko redna vadba pri ljudeh olajša depresijo. mogoče. to je posledica aktivacije nevrogeneze.

Če se znanstveniki naučijo nadzorovati nevrogenezo, se bo naše razumevanje možganskih bolezni in poškodb močno spremenilo. Za zdravljenje bo mogoče uporabiti snovi, ki selektivno spodbujajo določene stopnje nevrogeneze. Farmakološki učinek bo kombiniran s fizioterapijo, ki krepi nevrogenezo in stimulira določena področja možganov, da vanje vgrajujejo nove celice. Upoštevanje razmerja med nevrogenezo ter duševnim in telesnim stresom bo zmanjšalo tveganje za nevrološke bolezni in okrepilo naravne reparativne procese v možganih.

S spodbujanjem rasti nevronov v možganih zdravi ljudje bodo lahko izboljšali stanje svojega telesa. Vendar pa je malo verjetno, da jim bodo všeč injekcije rastnih faktorjev, ki po injiciranju v krvni obtok skoraj ne prodrejo skozi krvno-možgansko pregrado. Zato strokovnjaki iščejo zdravila. ki se lahko proizvaja v obliki tablet. Takšno zdravilo bo spodbudilo delo genov, ki kodirajo rastne faktorje neposredno v človeških možganih.

Možno je tudi izboljšati možgansko aktivnost z gensko terapijo in presaditvijo celic: umetno gojenih celic, ki proizvajajo specifične rastne faktorje. se lahko vsadi v določena področja človeških možganov. Predlaga se tudi uvedba genov, ki kodirajo proizvodnjo, v človeško telo različni dejavniki rast in virusi. sposoben dostaviti te gene v želene možganske celice.

Ni še jasno. katera od metod bo najbolj obetavna. Študije na živalih kažejo. da lahko uporaba rastnih faktorjev moti normalno delovanje možganov. Rastni procesi lahko povzročijo nastanek tumorjev, presajene celice pa lahko uidejo izpod nadzora in izzovejo razvoj raka. Takšno tveganje je lahko upravičeno le, če hude oblike Huntingtonova bolezen. Alzheimerjeva ali Parkinsonova bolezen.

Najboljši način za spodbujanje možganske aktivnosti je intenzivna intelektualna dejavnost v kombinaciji z zdravim življenjskim slogom: telesno dejavnostjo. dobra hrana in dober počitek. To je tudi eksperimentalno potrjeno. kaj vpliva na možganske povezave Okolje. mogoče. nekega dne bodo ljudje v domovih in pisarnah ustvarili in vzdrževali posebej obogateno okolje za izboljšanje delovanja možganov.

Če je mogoče razumeti mehanizme samozdravljenja živčnega sistema, bodo raziskovalci v bližnji prihodnosti obvladali metode. ki vam omogoča uporabo lastnih možganskih virov za njegovo obnovo in izboljšanje.

Fred Gage

(V svetu pajkov, št. 12, 2003)

Celica je središče biološki organizem. Človeški živčni sistem je sestavljen iz celic možganov in hrbtenjače (nevronov). Po strukturi so zelo raznolike, imajo ogromno različnih funkcij, katerih cilj je obstoj človeškega organizma kot biološke vrste.

V vsakem nevronu se hkrati pojavi na tisoče reakcij, katerih cilj je vzdrževanje metabolizma same živčne celice in izvajanje njenih glavnih funkcij - obdelava in analiziranje ogromnega nabora dohodnih informacij, pa tudi generiranje in pošiljanje ukazov drugim nevronom, mišicam, različna telesa in telesna tkiva. Dobro usklajeno delo kombinacij nevronov možganske skorje je osnova mišljenja in zavesti.

Funkcije celične membrane

Najpomembnejše strukturne komponente nevronov, tako kot vseh drugih celic, so celične membrane. Običajno imajo večplastno strukturo in so sestavljene iz posebnega razreda maščobnih spojin - fosfolipidov, pa tudi iz ...

Živčni sistem je najbolj zapleten in malo preučen del našega telesa. Sestavljen je iz 100 milijard celic - nevronov in glialnih celic, ki jih je približno 30-krat več. Do našega časa so znanstveniki uspeli preučiti le 5% živčnih celic. Vse ostalo je še vedno skrivnost, ki jo zdravniki poskušajo rešiti na kakršen koli način.

Nevron: zgradba in funkcije

Nevron je glavni strukturni element živčnega sistema, ki se je razvil iz nevroreflektorskih celic. Naloga živčnih celic je, da se na dražljaje odzovejo s krčenjem. To so celice, ki so sposobne prenašati informacije z električnim impulzom, kemičnimi in mehanskimi sredstvi.

Za izvajanje funkcij so nevroni motorični, senzorični in vmesni. Senzorične živčne celice prenašajo informacije iz receptorjev v možgane, motorične celice - v mišična tkiva. Vmesni nevroni so sposobni opravljati obe funkciji.

Anatomsko so nevroni sestavljeni iz telesa in dveh ...

Možnost uspešnega zdravljenja otrok z motnjami psihonevrološkega razvoja temelji na naslednjih lastnostih otrokovega telesa in njegovega živčnega sistema:

1. Regenerativne sposobnosti nevrona samega, njegovih procesov in nevronskih mrež, ki so del funkcionalnih sistemov. Počasen transport citoskeleta vzdolž procesov živčne celice s hitrostjo 2 mm/dan določa tudi regeneracijo poškodovanih ali nerazvitih procesov nevronov z enako hitrostjo. Smrt nekaterih nevronov in njihovo pomanjkanje v nevronski mreži se bolj ali manj v celoti nadomesti s sprožitvijo akso-dendritičnega razvejanja preostalih živčnih celic z nastankom novih dodatnih internevronskih povezav.

2. Kompenzacija za poškodbe nevronov in nevronskih mrež v možganih s povezovanjem sosednjih nevronskih skupin za izvajanje izgubljene ali nerazvite funkcije. Zdravi nevroni, njihovi aksoni in dendriti, tako aktivno delujoči kot rezervni, v boju za funkcionalno ozemlje ...

omg, okreni se

V svoji 100-letni zgodovini se je nevroznanost držala dogme, da se možgani odraslih ne spreminjajo. Veljalo je, da lahko človek izgubi živčne celice, ne pa pridobi novih. Če bi bili možgani sposobni strukturnih sprememb, kako bi se ohranil spomin?

Koža, jetra, srce, ledvice, pljuča in kri lahko tvorijo nove celice, ki nadomestijo poškodovane. Do nedavnega so strokovnjaki menili, da ta sposobnost regeneracije ne sega na osrednji živčni sistem, ki ga sestavljajo možgani in hrbtenjača.

Vendar pa so v zadnjih petih letih nevroznanstveniki odkrili, da se možgani skozi življenje spreminjajo: nastajajo nove celice, da se spopadejo s težavami, ki se pojavijo. Ta plastičnost pomaga možganom, da si opomorejo od poškodbe ali bolezni, kar povečuje njihov potencial.

Nevroznanstveniki so iskali načine za izboljšanje ...

Možganski nevroni nastanejo med prenatalnim razvojem. To se zgodi zaradi rasti določene vrste celic, njihovega gibanja in nato diferenciacije, med katero spremenijo svojo obliko, velikost in funkcijo. Večina nevronov umre med razvojem ploda, veliko jih še naprej po rojstvu in skozi vse življenje osebe, kar je genetsko vgrajeno. Toda skupaj s tem pojavom se zgodi še ena stvar - obnova nevronov v nekaterih predelih možganov.

Proces, pri katerem pride do nastanka živčne celice (tako v prenatalnem obdobju kot tudi v življenju), se imenuje "nevrogeneza".

Splošno znano izjavo, da se živčne celice ne obnavljajo, je nekoč leta 1928 dal španski nevrohistolog Santiago Ramon-i-Halem. Ta določba je trajala do konca prejšnjega stoletja, dokler se ni pojavil znanstveni članek E. Goulda in C. Crossa, v katerem so podana dejstva, ki dokazujejo proizvodnjo novih ...

Nevroni možganov so glede na razvrstitev razdeljeni na celice z določeno vrsto funkcije. Morda pa se bo po raziskavi inštituta Duke, ki jo vodi izredni profesor za celično biologijo, pediatrijo in nevroznanost Chai Kuo, pojavila nova strukturna enota (Chay Kuo).

Opisal je možganske celice, ki so neodvisno sposobne prenašati informacije in sprožiti transformacijo. Mehanizem njihovega delovanja je v vplivu ene od vrst nevronov v subventrikularni (imenujemo jo tudi subependimalna) cona na nevralno matično celico. Začne se preoblikovati v nevron. Odkritje je zanimivo, ker dokazuje, da obnova možganskih nevronov postaja realnost za medicino.

Teorija Chai Kuo

Raziskovalec ugotavlja, da so o možnosti razvoja nevronov razpravljali že pred njim, vendar je prvič našel in opisal, kaj in kako vključuje mehanizem delovanja. Najprej opisuje nevronske celice, ki so v subventrikularni coni (SVZ). V predelu možganov ...

Obnova organov in funkcij telesa skrbi ljudi v naslednjih primerih: po enkratnem, a prekomernem zaužitju alkoholnih pijač (pogostitev ob neki slovesni priložnosti) in med rehabilitacijo po odvisnosti od alkohola, torej kot posledica sistematičnega in dolgotrajno uživanje alkohola.

V procesu neke vrste obilne pogostitve (rojstni dan, poroka, novo leto, zabava itd.) Človek za minimalno časovno obdobje zaužije zelo velik del alkohola. Jasno je, da telo v takih trenutkih ne čuti nič dobrega. Največjo škodo zaradi takšnih počitnic prejmejo tiste osebe, ki se običajno vzdržijo pitja alkohola ali ga uživajo redko in v majhnih odmerkih. Takšni ljudje zjutraj zelo težko okrevajo možgane po alkoholu.

Vedeti morate, da se le 5 % alkohola izloči iz telesa z izdihanim zrakom, s potenjem in uriniranjem. Preostalih 95% se oksidira v notranjosti ...

Zdravila za obnovitev spomina

Aminokisline pomagajo izboljšati tvorbo GABA v možganih: glicin, triptofan, lizin (pripravki "glicin", "aviton ginkgovit"). Priporočljivo jih je uporabljati z sredstvi za izboljšanje možganska oskrba s krvjo("cavinton", "trental", "vintocetin") in povečajo energijsko presnovo nevronov ("koencim Q10"). Ginkgo se v mnogih državah sveta uporablja za stimulacijo nevronov.

Vsakodnevna vadba, normalizacija prehrane in dnevne rutine bodo pripomogli k izboljšanju spomina. Lahko trenirate svoj spomin - vsak dan se morate naučiti majhnih pesmi, tujih jezikov. Ne preobremenjujte možganov. Za izboljšanje prehrane celic je priporočljivo jemati posebna zdravila, namenjena izboljšanju spomina.

Učinkovita zdravila za normalizacijo in izboljšanje spomina

Diprenil. Zdravilo, ki nevtralizira delovanje nevrotoksinov, ki vstopijo v telo s hrano. Ščiti možganske celice pred stresom, podpira...

Do devetdesetih let prejšnjega stoletja so bili nevrologi trdno prepričani, da je regeneracija možganov nemogoča. V znanstveni skupnosti se je oblikovala napačna ideja o »stacionarnih« tkivih, ki so v prvi vrsti vključevala tkivo osrednjega živčnega sistema, kjer domnevno ni matičnih celic. Veljalo je, da je delitev živčnih celic mogoče opaziti le v nekaterih možganskih strukturah ploda, pri otrocih pa le v prvih dveh letih življenja. Potem se je domnevalo, da se rast celic ustavi in ​​začne se faza tvorbe medceličnih stikov v nevronskih mrežah. V tem obdobju vsak nevron tvori na stotine in morda na tisoče sinaps s sosednjimi celicami. V povprečju se domneva, da v nevronskih mrežah možganov odraslih deluje približno 100 milijard nevronov. Izjava, da se odrasli možgani ne regenerirajo, je postala aksiomski mit. Znanstveniki, ki so izrazili drugačno mnenje, so bili obtoženi nesposobnosti, pri nas pa se je dogajalo, da so ostali brez službe. Narava leži v ...

Ali kapi niso več strašljivi? Sodobni razvoj ...

Vse bolezni so od živcev! Tudi otroci poznajo to ljudsko modrost. Vendar pa vsi ne vedo, da ima v jeziku medicinske znanosti specifičen in natančno opredeljen pomen. O tem se je še posebej pomembno poučiti za ljudi, katerih ljubljeni so doživeli možgansko kap. Mnogi od njih se dobro zavedajo, da se kljub težkemu zdravljenju, ki je v teku, izgubljene funkcije ljubljene osebe ne povrnejo v celoti. Poleg tega je več časa minilo od trenutka težav, manjša je verjetnost vrnitve govora, gibov, spomina. Kako torej doseči preboj pri okrevanju ljubljene osebe? Če želite odgovoriti na to vprašanje, morate poznati "sovražnika v obraz" - razumeti glavni razlog.

"VSE BOLEZNI ŽIVČNIH!"

Živčni sistem usklajuje vse funkcije telesa in mu zagotavlja sposobnost prilagajanja zunanjemu okolju. Možgani so njegov osrednji člen. To je glavni računalnik našega telesa, ki uravnava delo vseh ...

Tema za tiste, ki raje mislijo, da se obnavljajo živčne celice.

Za ustvarjanje primerne miselne podobe :)

Živčne celice se obnavljajo

Izraelski znanstveniki so odkrili cel komplet bioloških orodij za zamenjavo mrtvih živcev. Izkazalo se je, da to počnejo T-limfociti, ki so do zdaj veljali za "škodljive tujce".

Pred nekaj leti so znanstveniki ovrgli znamenito izjavo "živčne celice se ne obnavljajo": izkazalo se je, da del možganov deluje na regeneracijo živčnih celic skozi vse življenje. Še posebej pri spodbujanju možganske aktivnosti in telesne aktivnosti. Toda kako natančno možgani vedo, da je čas za pospešitev procesa regeneracije, še nihče ni vedel.

Da bi razumeli mehanizem okrevanja možganov, so znanstveniki začeli razvrščati vse vrste celic, ki so bile prej najdene v glavi ljudi, razlog za iskanje pa je ostal nejasen. In študija ene od podvrst levkocitov se je izkazala za uspešno - ...

"Živčne celice se ne obnavljajo" - mit ali resničnost?

Kot je rekel junak okrožnega zdravnika Leonida Bronevoya: "glava je temen predmet, ni predmet raziskav ...". Kompaktno kopičenje živčnih celic, imenovano možgani, čeprav so ga nevrofiziologi že dolgo preučevali, znanstveniki še niso mogli dobiti odgovorov na vsa vprašanja, povezana z delovanjem nevronov.

Bistvo vprašanja

Pred časom, vse do 90. let prejšnjega stoletja, je veljalo, da ima število nevronov v človeškem telesu konstantno vrednost in je nemogoče obnoviti poškodovane možganske živčne celice, če jih izgubimo. Deloma je ta izjava res resnična: med razvojem zarodka narava položi ogromno rezervo celic.

Novorojenček že pred rojstvom izgubi skoraj 70 % nastalih nevronov zaradi programirane celične smrti – apoptoze. Nevronska smrt se nadaljuje skozi vse življenje.

Od tridesetega leta dalje ta proces ...

Živčne celice v človeških možganih se obnavljajo

Do sedaj je bilo znano, da se živčne celice obnavljajo le pri živalih. Pred kratkim pa so znanstveniki odkrili, da v delu človeških možganov, ki je odgovoren za vonj, nastajajo zreli nevroni iz matičnih celic. Nekega dne bodo lahko pomagali »popraviti« poškodovane možgane.

Vsak dan koža zraste za 0,002 milimetra. Nove krvne celice že nekaj dni po začetku njihove proizvodnje v kostnem mozgu opravljajo svoje glavne funkcije. Z živčnimi celicami je vse veliko bolj problematično. Da, obnovijo se živčni končiči v rokah, nogah in v debelini kože. Toda v osrednjem živčnem sistemu - v možganih in hrbtenjači - se to ne zgodi. Zato oseba s poškodovano hrbtenjačo ne bo mogla več teči. Poleg tega je živčno tkivo nepreklicno uničeno zaradi možganske kapi.

V zadnjem času pa so se pojavili novi znaki, da so tudi človeški možgani sposobni proizvajati nove ...

Dolga leta so ljudje verjeli, da se živčne celice ne morejo opomoči, kar pomeni, da je nemogoče pozdraviti številne bolezni, povezane z njihovo poškodbo. Zdaj so znanstveniki našli načine za obnovitev možganskih celic, da bi podaljšali bolnikovo polno življenje, v katerem si bo zapomnil številne podrobnosti.

Pogojev za obnovo možganskih celic je več, če bolezen ni šla predaleč in ni prišlo do popolne izgube spomina. Telo mora prejeti zadostno količino vitaminov, ki bodo pomagali ohraniti sposobnost osredotočanja na težavo, zapomniti si potrebne stvari. Če želite to narediti, morate jesti živila, ki jih vsebujejo, to so ribe, banane, oreščki in rdeče meso. Strokovnjaki menijo, da število obrokov ne sme biti več kot tri in morate jesti, dokler se ne pojavi sitost, to bo pomagalo možganskim celicam dobiti potrebne snovi. Prehrana je zelo pomembna za preprečevanje živčnih bolezni, ne smete se zanesti ...

Priljubljen izraz "Živčne celice se ne obnavljajo" so vsi že od otroštva dojemali kot nesporno resnico. Vendar ta aksiom ni nič drugega kot mit in novi znanstveni podatki ga ovržejo.

Shematski prikaz živčne celice ali nevrona, ki je sestavljen iz telesa z jedrom, enim aksonom in več dendriti.

Nevroni se med seboj razlikujejo po velikosti, razvejanosti dendritov in dolžini aksonov.

Koncept "glia" vključuje vse celice živčnega tkiva, ki niso nevroni.

Nevroni so genetsko programirani za selitev v en ali drug del živčnega sistema, kjer s pomočjo procesov vzpostavljajo povezave z drugimi živčnimi celicami.

Odmrle živčne celice uničijo makrofagi, ki iz krvi vstopijo v živčni sistem.

Faze nastanka nevralne cevi v človeškem zarodku.

‹ ›

Narava v razvijajočih se možganih postavlja zelo visoko mejo varnosti: med embriogenezo nastane velik presežek nevronov. Skoraj 70% jih je ...

Pantokalcin je zdravilo, ki aktivno vpliva na presnovo v možganih, jih ščiti pred škodljivimi učinki in predvsem pred pomanjkanjem kisika, ima zaviralni in hkrati rahlo aktivacijski učinek na centralni živčni sistem (CŽS).

Kako pantokalcin deluje na centralni živčni sistem

Pantokalcin je nootropno zdravilo, katerega glavno delovanje je povezano s kognitivnimi (kognitivnimi) funkcijami možganov, je zdravilo na voljo v tabletah po 250 in 500 mg.

Glavna učinkovina pantokalcina je hopantenska kislina, ki je po svoji kemični sestavi in ​​lastnostih podobna gama-aminobutirna kislina(GABA) je biološko aktivna snov, ki lahko izboljša vse presnovne procese v možganih.

Pri peroralni uporabi se pantokalcin hitro absorbira v prebavilih, porazdeli po tkivih in vstopi v možgane, kjer prodre ...

Živčni sistem je najbolj zapleten del človeškega telesa. Vključuje približno 85 milijard živčnih in glialnih celic. Do danes so znanstveniki uspeli preučiti le 5% nevronov. Preostalih 95 % je še vedno skrivnost, zato se na teh komponentah človeških možganov izvajajo številne študije.

Razmislite, kako delujejo človeški možgani, in sicer o njegovi celični strukturi.

Struktura nevrona je sestavljena iz 3 glavnih komponent:

1. Telo celice

Ta del živčne celice je ključni del, ki vključuje citoplazmo in jedra, ki skupaj tvorijo protoplazmo, na površini katere nastane membranska meja, sestavljena iz dveh plasti lipidov. Na površini membrane so proteini, ki predstavljajo obliko globul.

Živčne celice skorje so sestavljene iz teles, ki vsebujejo jedro, pa tudi številne organele, vključno z intenzivno in učinkovito razvijajočim se grobo oblikovanim razpršilnim območjem, ki ima aktivne ribosome.

2. Dendriti in aksoni

Zdi se, da je akson dolg proces, ki se učinkovito prilagaja ekscitacijskim procesom iz človeškega telesa.

Dendriti imajo popolnoma drugačno anatomsko strukturo. Njihova glavna razlika od aksona je, da imajo veliko krajšo dolžino, zanje pa je značilna tudi prisotnost nenormalno razvitih procesov, ki opravljajo funkcije glavnega mesta. Na tem področju se začnejo pojavljati zaviralne sinapse, zaradi katerih obstaja možnost neposrednega vpliva na sam nevron.

Pomemben del nevronov je v večji meri sestavljen iz dendritov, medtem ko je akson le en. Ena živčna celica ima veliko povezav z drugimi celicami. V nekaterih primerih število teh povezav presega 25.000.

Sinapsa je mesto, kjer nastane kontaktni proces med dvema celicama. Glavna funkcija je prenos impulzov med različnimi celicami, frekvenca signala pa se lahko razlikuje glede na hitrost in vrste prenosa tega signala.

Praviloma lahko več vzbujevalnih sinaps deluje kot dražljaj, da bi sprožili vzbujevalni proces živčne celice.

Kaj so človeški trojni možgani

Leta 1962 je nevroznanstvenik Paul McLean identificiral tri človeške možgane, in sicer:

1. plazilec

Ta reptilski tip človeških možganov obstaja že več kot 100 milijonov let. Ima pomemben vpliv na vedenjske lastnosti osebe. Njegova glavna funkcija je upravljanje osnovnega vedenja, ki vključuje funkcije, kot so:

• Reprodukcija temelji na človeških nagonih
• Agresivnost
• Želja po nadzoru vsega
• Sledite določenim vzorcem
• posnemati, zavajati
• Borite se za vpliv na druge

Tudi za človeške plazilske možgane so značilne lastnosti, kot so umirjenost v odnosu do drugih, pomanjkanje empatije, popolna brezbrižnost do posledic svojih dejanj v odnosu do drugih. Prav tako ta tip ne more prepoznati namišljene grožnje z resnično nevarnostjo. Posledično v nekaterih situacijah popolnoma podredi um in telo osebe.

1. Čustveni (limbični sistem)

Zdi se, da gre za možgane sesalca, katerega starost je približno 50 milijonov let.

Odgovoren za takšne funkcionalne lastnosti posameznika, kot so:

• Preživetje, samoohranitev in samoobramba
• Upravlja družbeno vedenje, vključno z materinstvom in starševstvom
• Sodeluje pri uravnavanju delovanja organov, vonja, instinktivnega vedenja, spomina, spanja in budnosti in številnih drugih

Ti možgani so skoraj popolnoma enaki možganom živali.

1. Vizualno

Možgani so tisti, ki opravljajo funkcije našega razmišljanja. Z drugimi besedami, to je racionalni um. Je najmlajša struktura, katere starost ne presega 3 milijonov let.

Zdi se, da je to tisto, čemur pravimo razum, ki vključuje takšne sposobnosti, kot so;

• meditirati
• Naredite sklepe
• Sposobnost analize

Odlikuje ga prisotnost prostorskega mišljenja, kjer nastajajo značilne vizualne podobe.

Razvrstitev nevronov

Do danes je bilo razločenih več klasifikacij nevronskih celic. Eno najpogostejših klasifikacij nevronov odlikuje število procesov in kraj njihove lokalizacije, in sicer:

1. Multipolarni. Za te celice je značilno veliko kopičenje v CNS. Prisotni so z enim aksonom in več dendriti.
2. Bipolarni. Zanje sta značilni en akson in en dendrit in se nahajajo v mrežnici, vohalnem tkivu, pa tudi v slušnem in vestibularnem središču.

Tudi glede na opravljene funkcije so nevroni razdeljeni v 3 velike skupine:

1. Aferentni

Odgovoren je za proces prenosa signalov od receptorjev do centralnega živčnega sistema. Razlikujejo se kot:

• Primarni. Primarni se nahajajo v jedrih hrbtenice, ki se vežejo na receptorje.
• Sekundarni. Nahajajo se v vidnih tuberkulih in opravljajo funkcije prenosa signalov v zgornje oddelke. Ta vrsta celic se ne veže na receptorje, ampak sprejema signale iz nevrocitnih celic.

2. Eferentni ali motor

Ta vrsta tvori prenos impulza na druge centre in organe človeškega telesa. Na primer, nevroni motorične cone so piramidni, ki prenašajo signal motornim nevronom hrbtenjače. Ključna značilnost motoričnih eferentnih nevronov je prisotnost aksona velike dolžine, ki ima visoko stopnjo prenosa vzbujevalnega signala.

Eferentne živčne celice različnih delov možganske skorje povezujejo te dele med seboj. Te nevronske povezave v možganih zagotavljajo odnose znotraj in med hemisferami, ki so torej odgovorne za delovanje možganov v procesu učenja, prepoznavanja predmetov, utrujenosti itd.

3. Vstavljanje ali asociativno

Ta vrsta izvaja interakcijo med nevroni in tudi obdeluje podatke, ki so bili preneseni iz občutljivih celic, in jih nato prenaša na druge interkalarne ali motorične živčne celice. Zdi se, da so te celice manjše od aferentnih in eferentnih celic. Aksoni so zastopani v majhnem obsegu, vendar je mreža dendritov precej obsežna.

Strokovnjaki so ugotovili, da so neposredne živčne celice, ki so lokalizirane v možganih, asociativni nevroni možganov, ostale pa uravnavajo aktivnost možganov zunaj njih samih.

Ali si živčne celice opomorejo

Sodobna znanost posveča dovolj pozornosti procesom odmiranja in obnove živčnih celic. Celotno človeško telo ima sposobnost okrevanja, toda ali imajo živčne celice možganov takšno priložnost?

Tudi v procesu spočetja je telo naravnano na smrt živčnih celic.

Številni znanstveniki trdijo, da je število izbrisanih celic približno 1% na leto. Na podlagi te izjave se izkaže, da bi se možgani že iztrošili do izgube sposobnosti opravljanja osnovnih stvari. Vendar se ta proces ne zgodi, možgani pa delujejo do smrti.

Vsako tkivo telesa se samostojno obnavlja z delitvijo "živih" celic. Vendar so ljudje po številnih študijah živčne celice ugotovili, da se celica ne deli. Trdijo, da nove možganske celice nastanejo kot posledica nevrogeneze, ki se začne v prenatalnem obdobju in se nadaljuje vse življenje.

Nevrogeneza je sinteza novih nevronov iz prekurzorjev – matičnih celic, ki se nato diferencirajo in oblikujejo v zrele nevrone.

Takšen proces je bil prvič opisan leta 1960, a takrat ta proces ni bil podprt z ničemer.

Nadaljnje raziskave so potrdile, da se nevrogeneza lahko pojavi v določenih možganskih regijah. Eno od teh področij je prostor okoli možganskih prekatov. Drugo mesto vključuje hipokampus, ki se nahaja neposredno v bližini ventriklov. Hipokampus opravlja funkcije našega spomina, mišljenja in čustev.

Posledično se sposobnost pomnjenja in razmišljanja oblikuje v procesu življenja pod vplivom različnih dejavnikov. Kot je razvidno iz zgoraj navedenega, so naši možgani, čeprav je določenih le 5% njihovih struktur, vendarle izstopa številna dejstva, ki potrjujejo zmožnost okrevanja živčnih celic.

Zaključek

Ne pozabite, da bi morali za popolno delovanje živčnih celic vedeti, kako izboljšati nevronske povezave možganov. Številni strokovnjaki ugotavljajo, da je glavno zagotovilo zdravih nevronov zdrava prehrana in življenjski slog, šele nato pa je mogoče uporabiti dodatno farmakološko podporo.

Organizirajte si spanec, opustite alkohol, kajenje in sčasoma vam bodo živčne celice hvaležne.

Človeški možgani imajo eno neverjetno lastnost: sposobni so proizvajati nove celice. Obstaja mnenje, da je dobava možganskih celic neomejena, vendar je ta izjava daleč od resnice. Seveda njihova intenzivna proizvodnja pade na zgodnja obdobja razvoja organizma, s starostjo se ta proces upočasni, vendar se ne ustavi. Toda to na žalost kompenzira le nepomemben del celic, ki jih človek nezavedno ubije zaradi na prvi pogled neškodljivih navad.

1. Pomanjkanje spanja

Znanstveniki še niso mogli ovreči svoje teorije o polnem spanju, ki vztraja pri 7-9 urah spanja. To trajanje nočnega procesa omogoča možganom, da v celoti opravijo svoje delo in produktivno preidejo skozi vse "zaspane" faze. V nasprotnem primeru, kot kažejo študije, opravljene na glodalcih, umre 25 % možganskih celic, ki so odgovorne za fiziološki odziv na tesnobo in stres. Znanstveniki menijo, da podoben mehanizem celične smrti zaradi pomanjkanja spanca deluje tudi pri ljudeh, a so to še vedno le domneve, ki jih bo po njihovem mnenju mogoče preveriti v bližnji prihodnosti.

2. Kajenje

bolezni srca, možganska kap, Kronični bronhitis, emfizem, rak - to ni popoln seznam negativnih učinkov, ki jih povzroča odvisnost od cigarete. Študija iz leta 2002 francoskega nacionalnega inštituta za zdravje in medicinske raziskave ni pustilo dvoma, da kajenje ubija možganske celice. In čeprav so bili poskusi doslej izvedeni na podganah, so znanstveniki popolnoma prepričani, da na enak način tudi to slaba navada vpliva na človeške možganske celice. To je potrdila študija indijskih znanstvenikov, zaradi katere je raziskovalcem v cigaretah uspelo najti za človeško telo nevarno spojino, imenovano nitrozoamin keton, pridobljen iz nikotina. NNK pospešuje bele reakcije krvne celice možganov, zaradi česar napadajo zdrave možganske celice.

3. Dehidracija

Ni skrivnost, da človeško telo vsebuje veliko vode in možgani niso izjema. Njegovo nenehno dopolnjevanje je potrebno tako za telo kot celoto kot za možgane zlasti. V nasprotnem primeru se aktivirajo procesi, ki motijo ​​delovanje celotnih sistemov in ubijajo možganske celice. Praviloma se to najpogosteje zgodi po pitju alkohola, ki zavira delovanje hormona vazopresina, ki je odgovoren za zadrževanje vode v telesu. Poleg tega lahko pride do dehidracije zaradi dolgotrajne izpostavljenosti visokim temperaturam (na primer izpostavljenost odprti sončni svetlobi ali v zatohlem prostoru). Toda rezultat, tako kot v primeru močnih pijač, ima lahko katastrofalen izid - uničenje možganskih celic. To povzroča motnje v živčnem sistemu in vpliva na intelektualne sposobnosti osebe.

4. Stres

Stres velja za dokaj koristno reakcijo telesa, ki se aktivira kot posledica pojava kakršne koli možne grožnje. Glavni zagovorniki so nadledvični hormoni (kortizol, adrenalin in norepinefrin), ki spravijo telo v stanje pripravljenosti in s tem zagotavljajo njegovo varnost. Toda prevelika količina teh hormonov (na primer v situaciji kronični stres), zlasti kortizol, lahko povzroči odmiranje možganskih celic in razvoj strašnih bolezni zaradi oslabljene imunosti. Uničenje možganskih celic lahko privede do razvoja duševne bolezni (shizofrenije), oslabljen imunski sistem pa praviloma spremlja razvoj resnih obolenj, med katerimi so najpogostejše bolezni srca in ožilja, rak in sladkorna bolezen.

5. Droge

Droge so posebne kemikalije, ki uničujejo možganske celice in motijo ​​komunikacijske sisteme v njih. Zaradi delovanja narkotičnih substanc se aktivirajo receptorji, ki povzročajo proizvodnjo nenormalnih signalov, ki povzročajo halucinogene manifestacije. Ta proces nastane zaradi močnega povečanja ravni določenih hormonov, kar na telo vpliva na dva načina. Po eni strani k učinku evforije prispeva velika količina na primer dopamina, po drugi strani pa poškoduje nevrone, ki so odgovorni za uravnavanje razpoloženja. Bolj ko so takšni nevroni poškodovani, težje je doseči stanje »blaženosti«. Tako telo potrebuje vedno večji odmerek narkotičnih snovi, medtem ko se razvije odvisnost.

živčnega tkiva- glavni strukturni element živčnega sistema. IN sestava živčnega tkiva vključuje visoko specializirane živčne celice - nevroni, In nevroglialne celice opravlja podporne, sekretorne in zaščitne funkcije.

Nevron je osnovna strukturna in funkcionalna enota živčnega tkiva. Te celice lahko sprejemajo, obdelujejo, kodirajo, prenašajo in shranjujejo informacije, vzpostavljajo stike z drugimi celicami. Edinstvene lastnosti nevrona so sposobnost ustvarjanja bioelektričnih razelektritev (impulzov) in prenosa informacij skozi procese iz ene celice v drugo z uporabo specializiranih končnic -.

Izvajanje funkcij nevrona je olajšano s sintezo v njegovi aksoplazmi snovi-transmiterjev - nevrotransmiterjev: acetilholina, kateholaminov itd.

Število možganskih nevronov se približuje 10 11 . En nevron ima lahko do 10.000 sinaps. Če te elemente štejemo za celice za shranjevanje informacij, potem lahko sklepamo, da lahko živčni sistem shrani 10 19 enot. informacije, tj. sposoben vsebovati skoraj vse znanje, ki ga je nabralo človeštvo. Zato je mnenje, da si človeški možgani zapomnijo vse, kar se dogaja v telesu in ko komunicira z okoljem, povsem smiselno. Vendar pa možgani ne morejo izluščiti vseh informacij, ki so v njih shranjene.

Določene vrste nevronske organizacije so značilne za različne možganske strukture. Nevroni, ki uravnavajo eno samo funkcijo, tvorijo tako imenovane skupine, ansamble, stolpce, jedra.

Nevroni se razlikujejo po strukturi in funkciji.

Po strukturi(odvisno od števila procesov, ki segajo iz celičnega telesa) razlikujejo enopolarna(z enim procesom), bipolarni (z dvema procesoma) in multipolarni(z številnimi procesi) nevroni.

Glede na funkcionalne lastnosti dodeliti aferentni(oz centripetalni) nevroni, ki prenašajo vzbujanje iz receptorjev v, eferentna, motor, motorični nevroni(ali centrifugalni), ki prenaša vzbujanje iz osrednjega živčnega sistema na inervirani organ, in interkalarni, stik oz vmesno nevroni, ki povezujejo aferentne in eferentne nevrone.

Aferentni nevroni so unipolarni, njihova telesa ležijo v hrbteničnih ganglijih. Proces, ki sega od celičnega telesa, je razdeljen na dve veji v obliki črke T, od katerih ena gre v osrednji živčni sistem in opravlja funkcijo aksona, druga pa se približuje receptorjem in je dolg dendrit.

Večina eferentnih in interkalarnih nevronov je multipolarnih (slika 1). Multipolarni interkalarni nevroni se v velikem številu nahajajo v zadnjih rogovih hrbtenjače, najdemo pa jih tudi v vseh drugih delih osrednjega živčnega sistema. Lahko so tudi bipolarni, kot so nevroni mrežnice, ki imajo kratek razvejan dendrit in dolg akson. Motorični nevroni se nahajajo predvsem v sprednjih rogovih hrbtenjače.

riž. 1. Struktura živčne celice:

1 - mikrotubule; 2 - dolg proces živčne celice (akson); 3 - endoplazmatski retikulum; 4 - jedro; 5 - nevroplazma; 6 - dendriti; 7 - mitohondriji; 8 - nukleolus; 9 - mielinski ovoj; 10 - prestrezanje Ranvierja; 11 - konec aksona

nevroglija

nevroglija, oz glia, - niz celičnih elementov živčnega tkiva, ki ga tvorijo specializirane celice različnih oblik.

Odkril ga je R. Virchow in ga poimenoval nevroglia, kar pomeni "živčno lepilo". Celice nevroglije zapolnijo prostor med nevroni, kar predstavlja 40 % volumna možganov. Glialne celice so 3-4 krat manjše od živčnih celic; njihovo število v CŽS sesalcev doseže 140 milijard.S starostjo se število nevronov v človeških možganih zmanjšuje, število glialnih celic pa narašča.

Ugotovljeno je bilo, da je nevroglija povezana s presnovo v živčnem tkivu. Nekatere celice nevroglije izločajo snovi, ki vplivajo na stanje razdražljivosti nevronov. Ugotovljeno je, da se izločanje teh celic spreminja v različnih duševnih stanjih. Dolgotrajni procesi v sledovih v CNS so povezani s funkcionalnim stanjem nevroglije.

Vrste glialnih celic

Glede na naravo strukture glialnih celic in njihovo lokacijo v osrednjem živčevju razlikujejo:

• astrociti (astroglia);
• oligodendrociti (oligodendroglija);
• mikroglijske celice (mikroglija);
• Schwannove celice.

Glialne celice opravljajo podporne in zaščitne funkcije za nevrone. Vključeni so v strukturo. Astrociti so najštevilčnejše glialne celice, ki zapolnjujejo prostore med nevroni in pokrivajo. Preprečujejo širjenje nevrotransmiterjev, ki razpršijo iz sinaptične razpoke v CNS. Astrociti imajo receptorje za nevrotransmiterje, katerih aktivacija lahko povzroči nihanja membranske potencialne razlike in spremembe v presnovi astrocitov.

Astrociti tesno obdajajo kapilare krvnih žil možganov, ki se nahajajo med njimi in nevroni. Na podlagi tega se domneva, da imajo astrociti pomembno vlogo pri presnovi nevronov, z uravnavanjem kapilarne prepustnosti za nekatere snovi.

Ena od pomembnih funkcij astrocitov je njihova sposobnost absorbiranja presežnih ionov K+, ki se lahko kopičijo v medceličnem prostoru med visoko nevronsko aktivnostjo. V območjih tesnega prileganja astrocitov nastanejo režni kanali, preko katerih lahko astrociti izmenjujejo različne majhne ione, zlasti ione K+. To poveča njihovo sposobnost, da absorbirajo ione K+. Nenadzorovano kopičenje ionov K+ v mednevronskem prostoru bi povzročilo povečanje razdražljivosti nevronov. Tako astrociti, ki absorbirajo presežek ionov K+ iz intersticijske tekočine, preprečujejo povečanje razdražljivosti nevronov in nastanek žarišč povečane nevronske aktivnosti. Pojav takšnih žarišč v človeških možganih lahko spremlja dejstvo, da njihovi nevroni ustvarjajo vrsto živčnih impulzov, ki se imenujejo konvulzivni izpusti.

Astrociti sodelujejo pri odstranjevanju in uničenju nevrotransmiterjev, ki vstopajo v ekstrasinaptične prostore. Tako preprečujejo kopičenje nevrotransmiterjev v mednevronskih prostorih, kar bi lahko vodilo v možgansko disfunkcijo.

Nevroni in astrociti so ločeni z medceličnimi vrzeli 15–20 µm, ki se imenujejo intersticijski prostor. Intersticijski prostori zasedajo do 12-14% volumna možganov. Pomembna lastnost astrocitov je njihova sposobnost, da absorbirajo CO2 iz zunajcelične tekočine teh prostorov in s tem ohranjajo stabilno pH možganov.

Astrociti sodelujejo pri tvorbi vmesnikov med živčnim tkivom in možganskimi žilami, živčnim tkivom in možganskimi membranami v procesu rasti in razvoja živčnega tkiva.

Oligodendrociti značilna prisotnost majhnega števila kratkih procesov. Ena od njihovih glavnih funkcij je tvorba mielinske ovojnice živčnih vlaken v CNS. Te celice se nahajajo tudi v neposredni bližini teles nevronov, vendar funkcionalni pomen tega dejstva ni znan.

mikroglijalne celice predstavljajo 5-20% celotnega števila glialnih celic in so razpršene po osrednjem živčevju. Ugotovljeno je bilo, da so antigeni njihove površine enaki antigenom krvnih monocitov. To kaže na njihov izvor iz mezoderme, prodiranje v živčno tkivo med embrionalnim razvojem in kasnejšo transformacijo v morfološko prepoznavne mikroglialne celice. V zvezi s tem je splošno sprejeto, da je najpomembnejša funkcija mikroglije zaščita možganov. Dokazano je, da se ob poškodbi živčnega tkiva poveča število fagocitnih celic zaradi krvnih makrofagov in aktivacije fagocitnih lastnosti mikroglije. Odstranjujejo mrtve nevrone, glialne celice in njihove strukturne elemente, fagocitizirajo tuje delce.

Schwannove celice tvorijo mielinsko ovojnico perifernih živčnih vlaken zunaj osrednjega živčevja. Membrana te celice se večkrat ovije in debelina nastale mielinske ovojnice lahko presega premer živčnega vlakna. Dolžina mieliniziranih odsekov živčnega vlakna je 1-3 mm. V intervalih med njimi (prestrezanje Ranvierja) ostane živčno vlakno prekrito le s površinsko membrano, ki ima razdražljivost.

Ena najpomembnejših lastnosti mielina je njegova visoka odpornost na električni tok. To je posledica visoke vsebnosti sfingomielina in drugih fosfolipidov v mielinu, ki mu dajejo tokovno izolacijske lastnosti. Na območjih živčnega vlakna, prekritih z mielinom, je proces ustvarjanja živčnih impulzov nemogoč. Živčni impulzi nastajajo le na Ranvierjevi prestrezni membrani, ki zagotavlja večjo hitrost prevodnosti živčnih impulzov v mieliniziranih živčnih vlaknih v primerjavi z nemieliniziranimi.

Znano je, da se struktura mielina zlahka poruši pri infekcijskih, ishemičnih, travmatskih, toksičnih poškodbah živčnega sistema. Hkrati se razvija proces demielinizacije živčnih vlaken. Še posebej pogosto se demielinizacija razvije pri bolezni multiple skleroze. Zaradi demielinizacije se zmanjša hitrost prevodnosti živčnih impulzov vzdolž živčnih vlaken, zmanjša se hitrost dostave informacij v možgane od receptorjev in od nevronov do izvršilnih organov. To lahko privede do motenj senzorične občutljivosti, motenj gibanja, regulacije notranjih organov in drugih resnih posledic.

Zgradba in funkcije nevronov

Nevron(živčna celica) je strukturna in funkcionalna enota.

Anatomska struktura in lastnosti nevrona zagotavljajo njegovo izvajanje glavne funkcije: izvajanje presnove, pridobivanje energije, zaznavanje različnih signalov in njihova obdelava, tvorba ali sodelovanje pri odzivih, generiranje in prevajanje živčnih impulzov, združevanje nevronov v nevronske kroge, ki zagotavljajo tako najpreprostejše refleksne reakcije kot višje integrativne funkcije možganov.

Nevroni so sestavljeni iz telesa živčne celice in procesov - aksona in dendritov.

riž. 2. Struktura nevrona

telo živčne celice

Telo (perikarion, soma) Nevron in njegovi procesi so povsod prekriti z nevronsko membrano. Membrana celičnega telesa se od membrane aksona in dendritov razlikuje po vsebnosti različnih receptorjev, prisotnosti na njej.

Telo nevrona vsebuje nevroplazmo in jedro, ki je od nje ločeno z membranami, grobim in gladkim endoplazmatskim retikulumom, Golgijevim aparatom in mitohondriji. Kromosomi jedra nevronov vsebujejo niz genov, ki kodirajo sintezo beljakovin, potrebnih za oblikovanje strukture in izvajanje funkcij telesa nevrona, njegovih procesov in sinaps. To so proteini, ki opravljajo funkcije encimov, nosilcev, ionskih kanalčkov, receptorjev itd. Nekateri proteini opravljajo funkcije v nevroplazmi, drugi pa so vgrajeni v membrane organelov, soma in nevronskih procesov. Nekateri od njih, na primer encimi, potrebni za sintezo nevrotransmiterjev, se z aksonskim transportom dostavijo na terminal aksona. V celičnem telesu se sintetizirajo peptidi, ki so potrebni za vitalno aktivnost aksonov in dendritov (na primer rastnih faktorjev). Zato, ko je telo nevrona poškodovano, se njegovi procesi degenerirajo in zrušijo. Če je telo nevrona ohranjeno, vendar je proces poškodovan, pride do njegovega počasnega okrevanja (regeneracije) in obnovitve inervacije denerviranih mišic ali organov.

Mesto sinteze beljakovin v telesih nevronov je grob endoplazmatski retikulum (tigroidna zrnca ali Nisslova telesa) ali prosti ribosomi. Njihova vsebnost v nevronih je višja kot v glialnih ali drugih celicah telesa. V gladkem endoplazmatskem retikulumu in Golgijevem aparatu beljakovine pridobijo svojo značilno prostorsko konformacijo, se razvrstijo in pošljejo v transportne tokove do struktur celičnega telesa, dendritov ali aksona.

V številnih mitohondrijih nevronov se kot posledica procesov oksidativne fosforilacije tvori ATP, katerega energija se uporablja za vzdrževanje vitalne aktivnosti nevrona, delovanje ionskih črpalk in vzdrževanje asimetrije koncentracij ionov na obeh straneh nevrona. membrano. Posledično je nevron v stalni pripravljenosti ne le za zaznavanje različnih signalov, temveč tudi za odzivanje nanje – generiranje živčnih impulzov in njihova uporaba za nadzor funkcij drugih celic.

V mehanizmih zaznavanja različnih signalov s strani nevronov sodelujejo molekularni receptorji membrane celičnega telesa, senzorični receptorji, ki jih tvorijo dendriti, in občutljive celice epitelnega izvora. Signali iz drugih živčnih celic lahko dosežejo nevron skozi številne sinapse, ki nastanejo na dendritih ali na gelu nevrona.

Dendriti živčne celice

Dendriti nevroni tvorijo dendritično drevo, katerega narava razvejanja in velikost sta odvisna od števila sinaptičnih stikov z drugimi nevroni (slika 3). Na dendritih nevrona je na tisoče sinaps, ki jih tvorijo aksoni ali dendriti drugih nevronov.

riž. 3. Sinaptični stiki internevrona. Puščice na levi prikazujejo pretok aferentnih signalov do dendritov in telesa internevrona, na desni - smer širjenja eferentnih signalov internevrona na druge nevrone

Sinapse so lahko heterogene tako po funkciji (inhibitorne, ekscitatorne) kot tudi po vrsti uporabljenega nevrotransmiterja. Dendritična membrana, ki sodeluje pri tvorbi sinaps, je njihova postsinaptična membrana, ki vsebuje receptorje (ligandno odvisne ionske kanale) za nevrotransmiter, ki se uporablja v tej sinapsi.

Ekscitatorne (glutamatergične) sinapse se nahajajo predvsem na površini dendritov, kjer se nahajajo dvigi ali izrastki (1-2 mikrona), imenovani bodice. V membrani bodic so kanali, katerih prepustnost je odvisna od transmembranske potencialne razlike. V citoplazmi dendritov v predelu bodic so našli sekundarne prenašalce intracelularne signalne transdukcije in ribosome, na katerih se kot odziv na sinaptične signale sintetizira protein. Natančna vloga bodic ostaja neznana, vendar je jasno, da povečajo površino dendritičnega drevesa za tvorbo sinaps. Bodice so tudi nevronske strukture za sprejemanje vhodnih signalov in njihovo obdelavo. Dendriti in bodice zagotavljajo prenos informacij od periferije do telesa nevrona. Dendritična membrana je pri košnji polarizirana zaradi asimetrične porazdelitve mineralnih ionov, delovanja ionskih črpalk in prisotnosti ionskih kanalov v njej. Te lastnosti so osnova prenosa informacij čez membrano v obliki lokalnih krožnih tokov (elektrotoničnih), ki se pojavljajo med postsinaptičnimi membranami in območji dendritne membrane, ki mejijo nanje.

Lokalni tokovi med njihovim širjenjem vzdolž dendritne membrane oslabijo, vendar se izkaže, da so zadostne velikosti, da na membrano telesa nevrona prenesejo signale, ki jih prejmejo prek sinaptičnih vhodov do dendritov. V dendritični membrani še niso našli napetostno odvisnih natrijevih in kalijevih kanalov. Nima razdražljivosti in sposobnosti ustvarjanja akcijskih potencialov. Vendar pa je znano, da se akcijski potencial, ki nastane na membrani aksonskega hriba, lahko širi vzdolž nje. Mehanizem tega pojava ni znan.

Domneva se, da so dendriti in bodice del nevronskih struktur, vključenih v spominske mehanizme. Število bodic je še posebej veliko v dendritih nevronov v možganski skorji, bazalnih ganglijih in možganski skorji. Območje dendritičnega drevesa in število sinaps se zmanjšata v nekaterih predelih možganske skorje pri starejših.

nevronski akson

akson - veja živčne celice, ki je ni v drugih celicah. Za razliko od dendritov, katerih število je pri nevronu različno, je akson vseh nevronov enak. Njegova dolžina lahko doseže do 1,5 m. Na izstopni točki aksona iz telesa nevrona je zadebelitev - aksonski nasip, prekrit s plazemsko membrano, ki je kmalu prekrita z mielinom. Območje hriba aksona, ki ni prekrito z mielinom, se imenuje začetni segment. Aksoni nevronov, do njihovih končnih vej, so pokriti z mielinsko ovojnico, ki jo prekinejo prestrezanja Ranvierja - mikroskopska nemielinizirana območja (približno 1 mikron).

Skozi akson (mielinirano in nemielinizirano vlakno) je prekrit z dvoslojno fosfolipidno membrano z vgrajenimi proteinskimi molekulami, ki opravljajo funkcije transporta ionov, napetostno odvisnih ionskih kanalov itd. Beljakovine so enakomerno razporejene v membrani nemieliniziranega živca. vlaken, nahajajo pa se v membrani mieliniziranega živčnega vlakna pretežno v Ranvierovih presledkih. Ker v aksoplazmi ni grobega retikuluma in ribosomov, je očitno, da se ti proteini sintetizirajo v telesu nevrona in se preko aksonskega transporta dostavijo v membrano aksona.

Lastnosti membrane, ki pokriva telo in akson nevrona, so različni. Ta razlika se nanaša predvsem na prepustnost membrane za mineralne ione in je posledica vsebnosti različnih vrst. Če v membrani telesa in dendritih nevrona prevladuje vsebnost ligandno odvisnih ionskih kanalov (vključno s postsinaptičnimi membranami), potem je v membrani aksona, zlasti na območju Ranvierjevih vozlišč, visoka gostota napetosti. -odvisni natrijevi in ​​kalijevi kanalčki.

Membrana začetnega segmenta aksona ima najnižjo polarizacijsko vrednost (približno 30 mV). Na območjih aksona, bolj oddaljenih od celičnega telesa, je vrednost transmembranskega potenciala približno 70 mV. Nizka vrednost polarizacije membrane začetnega segmenta aksona določa, da ima na tem področju membrana nevrona največjo razdražljivost. Tukaj se postsinaptični potenciali, ki so nastali na membrani dendritov in celičnega telesa kot posledica preoblikovanja informacijskih signalov, ki jih prejme nevron v sinapsah, širijo vzdolž membrane nevronskega telesa s pomočjo lokalnih krožni električni tokovi. Če ti tokovi povzročijo depolarizacijo membrane hriba aksona na kritično raven (E k), se bo nevron odzval na signale iz drugih živčnih celic, ki prihajajo do njega, tako da ustvari lasten akcijski potencial (živčni impulz). Nastali živčni impulz se nato prenaša po aksonu do drugih živčnih, mišičnih ali žleznih celic.

Na membrani začetnega segmenta aksona so bodice, na katerih se tvorijo GABAergične inhibitorne sinapse. Prihod signalov po teh linijah od drugih nevronov lahko prepreči nastanek živčnega impulza.

Razvrstitev in vrste nevronov

Razvrstitev nevronov poteka tako glede na morfološke kot funkcionalne značilnosti.

Po številu procesov ločimo multipolarne, bipolarne in psevdounipolarne nevrone.

Glede na naravo povezav z drugimi celicami in opravljeno funkcijo ločijo dotik, vtičnik in motor nevroni. Dotaknite se nevrone imenujemo tudi aferentni nevroni, njihovi procesi pa so centripetalni. Imenujejo se nevroni, ki opravljajo funkcijo prenosa signalov med živčnimi celicami interkalarni, oz asociativno. Nevroni, katerih aksoni tvorijo sinapse na efektorskih celicah (mišičnih, žleznih), se imenujejo motor, oz eferentna, njihovi aksoni se imenujejo centrifugalni.

Aferentni (senzorični) nevroni zaznavajo informacije s senzoričnimi receptorji, jih pretvarjajo v živčne impulze in jih vodijo v možgane in hrbtenjačo. Telesa senzoričnih nevronov se nahajajo v hrbtenici in lobanji. To so psevdounipolarni nevroni, katerih akson in dendrit skupaj odideta od telesa nevrona in se nato ločita. Dendrit sledi periferiji do organov in tkiv kot del čutnih ali mešanih živcev, akson kot del zadnjih korenin pa vstopi v dorzalne rogove hrbtenjače ali kot del lobanjskih živcev v možgane.

Vstavljanje, oz asociativno, nevroni opravljajo funkcije obdelave vhodnih informacij in zlasti zagotavljajo zapiranje refleksnih lokov. Telesa teh nevronov se nahajajo v sivi snovi možganov in hrbtenjače.

Eferentni nevroni opravljajo tudi funkcijo obdelave prejetih informacij in prenosa eferentnih živčnih impulzov iz možganov in hrbtenjače v celice izvršilnih (efektornih) organov.

Integrativna aktivnost nevrona

Vsak nevron prejme ogromno signalov preko številnih sinaps, ki se nahajajo na njegovih dendritih in telesu, pa tudi prek molekularnih receptorjev v plazemskih membranah, citoplazmi in jedru. Pri signalizaciji se uporablja veliko različnih vrst nevrotransmiterjev, nevromodulatorjev in drugih signalnih molekul. Očitno mora nevron imeti možnost, da jih integrira, da bi oblikoval odziv na hkratni sprejem več signalov.

V koncept je vključen niz procesov, ki zagotavljajo obdelavo dohodnih signalov in oblikovanje nevronskega odziva nanje. integrativna aktivnost nevrona.

Zaznavanje in obdelava signalov, ki prispejo na nevron, poteka s sodelovanjem dendritov, celičnega telesa in aksonskega hriba nevrona (slika 4).

riž. 4. Integracija signalov z nevronom.

Ena od možnosti za njihovo obdelavo in integracijo (seštevanje) je transformacija v sinapse in seštevanje postsinaptičnih potencialov na membrani telesa in procesov nevrona. Zaznani signali se v sinapsah pretvorijo v nihanja potencialne razlike postsinaptične membrane (postsinaptični potenciali). Odvisno od vrste sinapse lahko prejeti signal pretvorimo v majhno (0,5-1,0 mV) depolarizirajočo spremembo potencialne razlike (EPSP - sinapse so na diagramu prikazane kot svetlobni krogi) ali hiperpolarizirajoče (TPSP - sinapse so prikazane v diagram kot črni krogi). Številni signali lahko hkrati prispejo na različne točke nevrona, od katerih se nekateri pretvorijo v EPSP, drugi pa v IPSP.

Ta nihanja potencialne razlike se širijo s pomočjo lokalnih krožnih tokov vzdolž nevronske membrane v smeri hribčka aksona v obliki valov depolarizacije (v belem diagramu) in hiperpolarizacije (v črnem diagramu), ki se prekrivajo med seboj. (na diagramu siva območja). S tem prekrivanjem amplitude valov ene smeri se seštejejo, nasprotni pa se zmanjšajo (zgladijo). Ta algebraična seštevka potencialne razlike čez membrano se imenuje prostorsko seštevanje(sl. 4 in 5). Rezultat tega seštevanja je lahko bodisi depolarizacija membrane aksonskega hriba in generiranje živčnega impulza (primera 1 in 2 na sliki 4) bodisi njegova hiperpolarizacija in preprečevanje nastanka živčnega impulza (primera 3 in 4 na sl. . 4).

Da se potencialna razlika membrane aksonskega hriba (približno 30 mV) premakne na Ek, jo je treba depolarizirati za 10-20 mV. To bo povzročilo odpiranje napetostno odvisnih natrijevih kanalov, ki so prisotni v njem, in generiranje živčnega impulza. Ker lahko depolarizacija membrane ob prejemu ene AP in njene preobrazbe v EPSP doseže do 1 mV, vse širjenje do hribčka aksona pa poteka z oslabljenjem, generiranje živčnega impulza zahteva hkratno dostavo 40-80 živčnih impulzov iz drugih nevronov do nevrona prek ekscitatornih sinaps in seštevanja enake količine EPSP.

riž. 5. Prostorsko in časovno seštevanje EPSP z nevronom; a - EPSP na en sam dražljaj; in - EPSP na večkratno stimulacijo iz različnih aferentov; c - EPSP za pogosto stimulacijo preko enega samega živčnega vlakna

Če v tem času nevron prejme določeno število živčnih impulzov skozi zaviralne sinapse, bosta možna njegova aktivacija in generiranje odzivnega živčnega impulza s hkratnim povečanjem pretoka signalov skozi ekscitatorne sinapse. V pogojih, ko signali, ki prihajajo skozi zaviralne sinapse, povzročijo hiperpolarizacijo nevronske membrane, ki je enaka ali večja od depolarizacije, ki jo povzročajo signali, ki prihajajo skozi ekscitatorne sinapse, bo depolarizacija membrane aksona kolikulusa nemogoča, nevron ne bo generiral živčnih impulzov in bo postal neaktiven. .

Deluje tudi nevron seštevanje časa EPSP in IPTS signala prihajata do njega skoraj istočasno (glej sliko 5). Spremembe potencialne razlike, ki jih povzročajo v skoraj sinaptičnih območjih, lahko tudi algebraično povzamemo, kar imenujemo časovno seštevanje.

Tako vsak živčni impulz, ki ga ustvari nevron, kot tudi obdobje tišine nevrona vsebuje informacije, prejete od številnih drugih živčnih celic. Običajno večja kot je frekvenca signalov, ki prihajajo v nevron iz drugih celic, pogosteje generira odzivne živčne impulze, ki se pošljejo vzdolž aksona do drugih živčnih ali efektorskih celic.

Zaradi dejstva, da so v membrani telesa nevrona in celo v njegovih dendritih natrijevi kanali (čeprav v majhnem številu), se lahko akcijski potencial, ki nastane na membrani aksonskega hriba, razširi na telo in del dendriti nevrona. Pomen tega pojava ni dovolj jasen, vendar se domneva, da propagacijski akcijski potencial za trenutek zgladi vse lokalne tokove, prisotne na membrani, ponastavi potenciale in prispeva k učinkovitejšemu zaznavanju novih informacij s strani nevrona.

Molekularni receptorji sodelujejo pri transformaciji in integraciji signalov, ki prihajajo do nevrona. Hkrati lahko njihova stimulacija s signalnimi molekulami povzroči spremembe v stanju ionskih kanalov, ki jih sprožijo (G-proteini, drugi mediatorji), transformacijo zaznanih signalov v nihanja potencialne razlike nevronske membrane, seštevanje in nastanek nevronski odziv v obliki generiranja živčnega impulza ali njegove inhibicije.

Transformacijo signalov z metabotropnimi molekularnimi receptorji nevrona spremlja njegov odziv v obliki kaskade znotrajceličnih transformacij. Odziv nevrona v tem primeru je lahko pospešek celotnega metabolizma, povečanje tvorbe ATP, brez katerega je nemogoče povečati njegovo funkcionalno aktivnost. Z uporabo teh mehanizmov nevron integrira prejete signale za izboljšanje učinkovitosti lastne aktivnosti.

Intracelularne transformacije v nevronu, ki jih sprožijo prejeti signali, pogosto vodijo do povečanja sinteze beljakovinskih molekul, ki opravljajo funkcije receptorjev, ionskih kanalov in nosilcev v nevronu. S povečanjem njihovega števila se nevron prilagaja naravi dohodnih signalov, povečuje občutljivost na pomembnejše od njih in oslabi na manj pomembne.

Prejemanje številnih signalov s strani nevrona lahko spremlja izražanje ali zatiranje določenih genov, na primer tistih, ki nadzorujejo sintezo nevromodulatorjev peptidne narave. Ker se dostavijo na aksonske terminale nevrona in se v njih uporabljajo za povečanje ali oslabitev delovanja njegovih nevrotransmiterjev na druge nevrone, ima nevron kot odziv na signale, ki jih prejme, lahko, odvisno od prejetih informacij, močnejši. ali šibkejši učinek na druge z njim nadzorovane živčne celice. Glede na to, da lahko modulacijsko delovanje nevropeptidov traja dolgo, lahko tudi vpliv nevrona na druge živčne celice traja dlje časa.

Tako se lahko nevron zaradi zmožnosti integracije različnih signalov nanje subtilno odzove s širokim naborom odzivov, ki mu omogočajo učinkovito prilagajanje naravi dohodnih signalov in njihovo uporabo za uravnavanje funkcij drugih celic.

nevronska vezja

Nevroni CNS medsebojno delujejo in tvorijo različne sinapse na točki stika. Nastale nevronske pene močno povečajo funkcionalnost živčnega sistema. Najpogostejša nevronska vezja vključujejo: lokalna, hierarhična, konvergentna in divergentna nevronska vezja z enim vhodom (slika 6).

Lokalna nevronska vezja tvorijo dva ali več nevronov. V tem primeru bo eden od nevronov (1) dal svoj aksonski kolateral nevronu (2), ki bo na njegovem telesu tvoril aksosomatsko sinapso, drugi pa bo tvoril aksonomsko sinapso na telesu prvega nevrona. Lokalni lahko služijo kot pasti, v katerih lahko živčni impulzi dolgo krožijo v krogu, ki ga tvori več nevronov.

Možnost dolgotrajnega kroženja vzbujevalnega vala (živčnega impulza), ki se je nekoč pojavil zaradi prenosa, vendar obročaste strukture, je eksperimentalno pokazal profesor I.A. Vetokhin v poskusih na živčnem obroču meduze.

Krožno kroženje živčnih impulzov vzdolž lokalnih nevronskih vezij opravlja funkcijo preoblikovanja ritma vzbujanja, zagotavlja možnost podaljšanega vzbujanja po prenehanju signalov, ki prihajajo k njim, in sodeluje v mehanizmih shranjevanja dohodnih informacij.

Lokalni tokokrogi lahko opravljajo tudi zavorno funkcijo. Primer tega je ponavljajoča se inhibicija, ki se izvaja v najpreprostejšem lokalnem nevronskem vezju hrbtenjače, ki ga tvorita a-motonevron in Renshawova celica.

riž. 6. Najpreprostejša nevronska vezja CNS. Opis v besedilu

V tem primeru se vzbujanje, ki je nastalo v motoričnem nevronu, širi vzdolž veje aksona, aktivira Renshawovo celico, ki zavira a-motonevron.

konvergentne verige tvori več nevronov, na enem od katerih se (običajno eferentni) zbližajo ali konvergirajo aksoni številnih drugih celic. Takšna vezja so široko razširjena v CNS. Na primer, aksoni številnih nevronov v senzoričnih poljih skorje konvergirajo k piramidnim nevronom primarne motorične skorje. Aksoni na tisoče senzoričnih in interkalarnih nevronov različnih ravneh osrednjega živčevja konvergirajo na motorične nevrone ventralnih rogov hrbtenjače. Konvergentna vezja imajo pomembno vlogo pri integraciji signalov eferentnih nevronov in pri koordinaciji fizioloških procesov.

Divergentne verige z enim vhodom tvori nevron z razvejanim aksonom, katerega vsaka veja tvori sinapso z drugo živčno celico. Ta vezja opravljajo funkcije hkratnega prenosa signalov od enega nevrona do številnih drugih nevronov. To dosežemo zaradi močnega razvejanja (tvorba več tisoč vej) aksona. Takšni nevroni se pogosto nahajajo v jedrih retikularne tvorbe možganskega debla. Zagotavljajo hitro povečanje razdražljivosti številnih delov možganov in mobilizacijo njihovih funkcionalnih rezerv.

Tema "Število nevronov v človeških možganih" je do nedavnega ostala rešena in dovolj raziskana. Znanstveniki so verjeli, da imajo možgani približno 100 milijard celičnih jeder, te informacije so opisali številni znanstveniki. Brazilska nevrologinja Susanna Herculano-Houses je zagotovila dokaze, da jih je dejansko manj.

Nov način štetja nevronov

Dolgo časa je bilo število nevronov pridobljeno na običajen način korak za korakom:

• vzel majhen košček možganov;
• v njej so prešteli celična jedra;
• dobljeni rezultat se je povečal sorazmerno z velikostjo celotnih možganov.

Koliko nevronov v človeških možganih je Suzanne določila z drugo, zelo nenavadno metodo. Po smrti 4 starejših moških, ki so se strinjali, da bodo njihovi organi uporabljeni v znanosti, je brazilski zdravnik njihove možgane spremenil v "mešanico". Starost ljudi je bila od 50 do 71 let, medtem ko njihova smrt ni bila povezana z nobeno nevralgično boleznijo.

Tako je bilo mogoče prešteti celična jedra, ki pripadajo nevronom, izkazalo se je, da jih je 86 milijard. V intervjuju za revijo Nature je dr. Herculano-Houses delil rezultate analize in poudaril, da nobeden od možganskih trustov, ki so jih anketirali, ni potrdil prisotnosti takšne vsote delcev, kot je 100 milijard. Vrzel 14 milijard je ogromna, če veste, da imajo možgani pavijana enako število celic, gorili pa le 7 milijard.

Ta izjava je povzročila veliko polemik, saj skoraj vsi znanstveni članki, ki opisujejo možganske zrcalne nevrone, kažejo, da jih je 100 milijard.

Suzanne Herculano-Houzel se strinja, da je njena metoda mešanja možganov razkrila nove informacije, ki zahtevajo nadaljnje študije, medtem ko Brazilec ni mogel pojasniti, zakaj je število nevronov v človeških možganih veliko manjše, kot se je prej mislilo.

V eni od znanstvenih objav je poudarila, da je pred začetkom eksperimenta potrebovala kar nekaj časa, da se je sprijaznila s strašno mislijo – možgani bi se spremenili v »mešanico«. Na ta trenutek Brazilec meni, da je analiza dala povsem nove podatke, zato je sam proces, pa naj bo še tako neprijeten, le ena od metod znanosti. Metoda raziskovanja, pri kateri pride do delitve možganov na majhne delce.

Vpliv števila nevronov na možgansko aktivnost

Čeprav rezultati izkušenj brazilskih znanstvenikov kažejo, da je sposobnost človeških možganskih aktivnosti precej nižja od predhodno dokazanih, ljudje še vedno ostajajo najbolj inteligentni posamezniki na zemlji. To je mogoče zlahka potrditi s primerjavo ljudi in primatov. Če povzamemo primerjalne značilnosti, lahko z natančnostjo rečemo, da imajo ljudje več nevronov, odgovornih za duševne procese, in to nam ne dovoljuje dvoma o prednosti človeka pred primat.

Opomba: internetni projekt www.vashapechen.ru- tukaj je odlična dieta za steatozo jeter. Priporočamo, da še danes obiščete to stran in se seznanite z odličnimi dietami.

Zakaj se možgani začnejo starati po 20. letu, ali so možgani genijev in zločincev različni, ali si živčne celice opomorejo, zakaj množično umirajo pri dojenčkih?

1. Tudi dojenčki izgubijo živčne celice.
Koliko nevronov (živčnih celic) je v človeških možganih? Imamo jih približno 85 milijard. Za primerjavo, meduza jih ima le 800, ščurki milijon, hobotnica pa 300 milijonov.

Mnogi verjamejo, da živčne celice odmrejo šele v starosti, vendar jih večino izgubimo v otroštvu, ko v otrokovi glavi poteka proces naravne selekcije.

Kot v džungli, med nevroni preživijo najbolj učinkoviti in prilagojeni. Če živčna celica miruje brez dela, se vklopi mehanizem samouničenja.

Celotna omrežja nevronov v otrokovih možganih se borijo za obstoj. Enake nujne naloge rešujejo z različno hitrostjo in različno učinkovitostjo, odgovarjajo na nešteto vprašanj, kot ekipe strokovnjakov v igri »Kaj, kje, kdaj?«.

Ob porazu v poštenem boju se izločijo šibke ekipe in tako naredijo prostor za zmagovalce. Ni ne slabo ne dobro, normalno je. Takšen je oster, a nujen proces naravne selekcije v možganih – nevrodarvinizem.

2. Nevroni – milijarde.
Obstaja mnenje, da je vsaka živčna celica najpreprostejši element spomina, kot en bit informacije v pomnilniku računalnika. Preprosti izračuni kažejo, da bi v tem primeru možganska skorja hranila le 1-2 gigabita ali največ 250 megabajtov pomnilnika, kar ne ustreza količini besed, znanja, konceptov, slik in drugih informacij, ki jih imamo v lasti. . Seveda obstaja ogromno nevronov, ki pa zagotovo ne bodo dovolj, da bi vse to sprejeli. Vsak nevron je integrator in nosilec številnih spominskih elementov – sinaps.

3. Genij ni odvisen od velikosti možganov
Človeški možgani tehtajo približno 1200 - 1400 gramov. Einsteinovi možgani, na primer, 1230 g, niso največji. Možgani slona so skoraj štirikrat večji, največji možgani kita sperme imajo 6800 gramov. Bistvo tukaj ni masa.

Kakšna je razlika med možgani genija in navadnega človeka? Po naslovnici knjige ali po številu strani nikoli ne moreš ugotoviti, ali je prišla izpod peresa mojstra ali grafomana. Mimogrede, med kriminalci naletite na zelo pametne ljudi. Za vrednotenje so potrebne povsem druge merske enote, ki še ne obstajajo. Toda na splošno je moč možganov odvisna od števila sinaptičnih stikov (možgani niso sestavljeni samo iz nevronov, vsebujejo ogromno pomožnih celic. Prečkajo jih velike in majhne krvne žile, štirje t.i. možganski ventrikli so skrite v središču možganov, napolnjene s cerebrospinalno tekočino ...).

Glavna intelektualna moč možganov so nevroni njihove skorje. Posebej pomembna je gostota sinaptičnih stikov med nevroni in ne fizična teža. Navsezadnje hitrosti računalnika ne bomo določali po teži v kilogramih.

Po tem kazalcu so možgani živali, celo višjih primatov, bistveno manjši od človeških. Izgubljamo pred živalmi v hitrosti teka, v moči in vzdržljivosti, v sposobnosti plezanja po drevesih ... Pravzaprav v vsem, razen v umu.

Razmišljanje, zavest - to je tisto, kar človeka razlikuje od živali. Potem se postavlja vprašanje: zakaj človek ne bi pridobil še bolj zmogljivih možganov?

Omejevalni dejavnik je sama človeška anatomija. Velikost naših možganov je navsezadnje določena z velikostjo porodni kanalženska, ki ne more roditi otroka s preveliko glavo. V nekem smislu smo ujetniki lastne strukture. In v tem smislu človek ne more postati bistveno pametnejši, razen če se nekega dne ne spremeni.

4. Številne bolezni je mogoče zdraviti z vnosom novih genov v živčne celice.
Genetika je neverjetno uspešna znanost. Naučili smo se ne samo raziskovati gene, ampak tudi ustvarjati nove, jih reprogramirati. Zaenkrat so to le poskusi na živalih in so več kot uspešni. Bliža se čas, ko je mogoče številne bolezni pozdraviti z vnosom novih ali spremenjenih genov v celice. Ali se izvajajo poskusi na ljudeh? Skrivni laboratoriji obstajajo samo v znanstvenofantastičnih filmih. Takšne znanstvene manipulacije so izvedljive le v velikih znanstvenih centrih in zahtevajo velike napore. Pomisleki glede nepooblaščenega vdora v človeški genom so danes neutemeljeni.

5. Ali človek uporablja le delček zmožnosti svojih možganov? To je mit.
Iz neznanega razloga mnogi verjamejo, da človek uporablja le majhen del zmožnosti svojih možganov (recimo 10, 20 in tako naprej). Težko je reči, od kod izvira ta čuden mit. Ne bi smel verjeti vanj. Poskusi kažejo, da odmrejo živčne celice, ki niso vključene v delo možganov.

Narava je racionalna in ekonomična. V njej ni nič odloženo, za vsak slučaj, v rezervo. Za živa bitja je nedonosno in preprosto škodljivo, da v možganih obdržijo "loafere". Nimamo dodatnih celic.

6. Živčne celice se obnovijo.
Pred nekaj leti je v starosti 83 let umrl zelo znan bolnik, Američan Henry Mollison. Že v mladosti so zdravniki, da bi mu rešili življenje, popolnoma odstranili hipokampus (iz grščine - morski konjiček), ki je bil vir epilepsije, iz možganov. Rezultat je bil hud in nepričakovan. Pacient je izgubil sposobnost, da se karkoli spomni. Ostal je povsem normalen človek, lahko je nadaljeval pogovor. Toda takoj, ko ste za nekaj minut odšli skozi vrata in vas je zaznal kot popolnoma neznanec. Mollison je moral vsako jutro desetletja znova spoznati svet v tistem delu, kakšen je svet postal po operaciji (pacient se je spomnil vsega, kar je bilo pred operacijo). Tako je bilo po naključju ugotovljeno, da je hipokampus odgovoren za nastanek novega spomina. V hipokampusu razmeroma intenzivno poteka obnova živčnih celic (nevrogeneza). Toda pomena nevrogeneze ne gre preceniti, njen prispevek je še vedno majhen.

Ne gre za to, da si telo zlonamerno želi škodovati. Osrednji živčni sistem je kot zapletena mreža vlaken, kot prepletena krogla žic. Za telo ne bi bilo težko ustvariti nove živčne celice. Vendar je sama mreža že dolgo oblikovana. Kako se lahko nova celica integrira vanjo, da ne povzroča motenj? To bi lahko naredili, če bi v možganih obstajal inženir, ki bi razumel preplet "žic". Žal tak položaj v možganih ni zagotovljen. Zato je obnova možganskih celic za nadomestitev izgubljenih težka. Malo pomaga večplastna struktura skorje, pomaga novim celicam, da se prilegajo na pravo mesto. Zahvaljujoč temu še vedno obstaja majhna obnova živčnih celic.

7. Kako en del možganov rešuje drugega
Ishemična možganska kap je resna bolezen. Povezan je z zamašitvijo krvnih žil, ki oskrbujejo kri. izjemno občutljiv na kisikovo stradanje in hitro odmre okoli zamašene posode. Če prizadeto območje ni v enem od vitalnih centrov, oseba preživi, ​​lahko pa delno izgubi gibljivost ali govor. Vendar pa skozi dolgo časa(včasih - meseci, leta), se izgubljena funkcija delno obnovi. Če nevronov ni več, zakaj se to dogaja? Znano je, da ima možganska skorja simetrično strukturo. Vse njegove strukture so razdeljene na dve polovici, levo in desno, vendar je prizadeta le ena od njih. Sčasoma lahko opazite počasno kalitev nevronskih procesov iz ohranjene strukture v prizadeto. Poganjki čudežno najdejo pravo pot in delno nadomestijo nastalo pomanjkanje. Natančni mehanizmi tega procesa ostajajo neznani. Če se naučimo obvladovati proces okrevanja, ga uravnavati, ne bo pomagal le pri zdravljenju možganske kapi, ampak bo razkril tudi eno največjih skrivnosti možganov.

8. Enkrat osvojil desno
Možganska skorja, kot vsi vemo, je sestavljena iz dveh hemisfer. Niso simetrične. Praviloma je bolj pomembna levica. Možgani so zasnovani tako, da desna stran nadzoruje levo stran telesa in obratno. Zato pri večini ljudi prevladuje desna roka, ki jo nadzira leva hemisfera. Med obema hemisferama obstaja nekakšna delitev dela. Levica je odgovorna za mišljenje, zavest in govor. To je tisto, ki logično razmišlja in izvaja matematične operacije. Govor ni samo komunikacijsko orodje, ne le način za posredovanje misli. Da bi razumeli pojav ali predmet, ga moramo nujno poimenovati. Na primer, če označimo razred z abstraktnim konceptom "9a", se rešimo, da ne bi morali vsakič naštevati vse učence. Abstraktno mišljenje je značilno za človeka in le v majhni meri - za nekatere živali. Neverjetno pospešuje in krepi mišljenje, zato sta govor in mišljenje v nekem smislu zelo blizu pojma.

Desna hemisfera je odgovorna za prepoznavanje vzorcev, čustveno zaznavanje. Skoraj ne more govoriti. Kako je to znano? Pomagal pri epilepsiji. Običajno bolezen gnezdi le na eni polobli, lahko pa se razširi tudi na drugo. V 60. letih prejšnjega stoletja so zdravniki razmišljali o tem, ali je mogoče prekiniti povezave med obema hemisferama, da bi rešili pacientovo življenje. Izvedenih je bilo več takih operacij. Ko se pri bolnikih prekine naravna povezava med levo in desno hemisfero, ima raziskovalec tudi možnost, da se »pogovarja« z vsakim posebej. Ugotovljeno je bilo, da ima desna hemisfera zelo omejen besedni zaklad. Lahko se izrazi s preprostimi frazami, vendar abstraktno mišljenje ni na voljo desni hemisferi. Okusi in pogledi na življenje na obeh hemisferah se lahko zelo razlikujejo in pridejo celo v očitna nasprotja.

Živali nimajo govornih centrov, zato pri njih ni razkrita očitna asimetrija hemisfer.

Obstaja hipoteza, da so bile pred nekaj tisoč leti hemisfere človeških možganov precej enake. Psihologi verjamejo, da "glasovi", tako pogosto omenjeni v starodavnih virih, niso bili nič drugega kot glas desne poloble in ne metafora ali umetniška naprava.

Kako se je zgodilo, da je leva hemisfera začela prevladovati? Z razvojem mišljenja in govora je bila ena od hemisfer preprosto dolžna "zmagati", druga pa "popustiti", ker je dvojna moč znotraj ene osebnosti iracionalna. Iz neznanega razloga je zmaga prišla na levo poloblo, vendar so pogosto ljudje, ki nasprotno prevladujejo.

9. Desna hemisfera ima besednjak otroka, vendar je fantazija hladnejša
Najpomembnejša funkcija desne hemisfere je zaznavanje vizualnih podob. Predstavljajte si sliko, ki visi na steni. Zdaj ga miselno narišemo na kvadratke in jih začnimo postopoma naključno barvati. Podrobnosti slike bodo začele izginjati, vendar bo trajalo precej časa, preden bomo nehali razumeti, kaj točno je na sliki upodobljeno.

Naša zavest ima neverjetno sposobnost, da poustvari sliko v ločenih fragmentih.

Poleg tega smo priča dinamičnemu, mobilnemu svetu, skoraj kot v filmu. Film k nam ni narisan v obliki posameznih zaporednih kadrov, ampak ga zaznavamo v nenehnem gibanju.

Druga neverjetna sposobnost, s katero smo obdarjeni, je sposobnost videti svet v treh dimenzijah. Popolnoma ravna slika se sploh ne zdi ravna.

Zgolj z močjo domišljije desna hemisfera naših možganov podari sliko z globino.

10. Možgani se začnejo »starati« po 20 letih.
Glavna naloga možganov je asimilacija življenjskih izkušenj. Za razliko od dednih lastnosti, ki ostanejo nespremenjene skozi vse življenje, se možgani lahko učijo in pomnijo. Ni pa brezdimenzionalna in se lahko v nekem trenutku preprosto prelije, tako da v pomnilniku ne bo več prostega prostora. V tem primeru bodo možgani začeli brisati stare "datoteke". Toda to je polno resne nevarnosti, da bo nekaj pomembnega izbrisano zaradi kakšne neumnosti. Da se to ne bi zgodilo, je evolucija našla radoveden izhod.

Do 18-20 let možgani aktivno in neselektivno absorbirajo vse informacije. Možgani, ki so uspešno dočakali ta leta, ki so v preteklosti veljala za ugledno starost, možgani postopoma spreminjajo strategijo od pomnjenja k ohranjanju naučenega, da nabranega znanja ne bi izpostavili nevarnosti nenamernega izbrisa. Ta proces poteka počasi in načrtno skozi vse življenje vsakega od nas. Možgani postajajo vse bolj konzervativni. Zato z leti vse težje obvlada nove stvari, pridobljeno znanje pa je varno fiksirano.

Ta proces ni bolezen, z njim se je težko in celo skoraj nemogoče boriti. In to je še en argument v prid, kako pomembno je študirati v mladosti, ko je študij lahko. Obstajajo pa dobre novice tudi za starejše. Vse lastnosti možganov z leti ne oslabijo. Besedišče, število abstraktnih slik, sposobnost racionalnega in razumnega razmišljanja se ne izgubijo in celo rastejo.

Kjer se mlad, neizkušen um zmede s preizkušanjem različnih možnosti, bodo starejši možgani hitro našli učinkovito rešitev zahvaljujoč boljši strategiji razmišljanja. Mimogrede, bolj kot je človek izobražen, bolj kot trenira svoje možgane, manjša je verjetnost možganskih bolezni.

11. Možganov ni mogoče poškodovati.
Možgani so brez kakršnih koli občutljivih živčnih končičev, zato niso ne vroče ne hladne, ne žgečkljive in ne boleče. To je razumljivo, saj je boljši od katerega koli drugega organa, zaščitenega pred vplivi zunanjega okolja: do njega ni lahko priti. Možgani vsako sekundo prejmejo natančne in raznolike informacije o stanju najbolj oddaljenih kotičkov svojega telesa, vedo za kakršne koli potrebe in so pooblaščeni, da jih zadovoljijo ali odložijo na pozneje. Toda možgani se nikakor ne čutijo: ko nas boli glava, je to le signal bolečinskih receptorjev možganskih ovojnic.

12. Zdrava hrana za možgane
Tako kot vsi telesni organi tudi možgani potrebujejo vire energije in gradbene materiale. Včasih pravijo, da se možgani hranijo izključno z glukozo. Dejansko možgani porabijo približno 20% vse glukoze, vendar tako kot kateri koli drug organ potrebujejo celoten kompleks hranil. Celotni proteini nikoli ne pridejo v možgane; pred tem se razgradijo na posamezne aminokisline. Enako velja za kompleksne lipide, ki se prej prebavijo maščobne kisline kot so omega 3 ali omega 6. Nekateri vitamini, kot je C, vstopijo v možgane sami, na primer B6 ali B12 pa se prenašajo po prevodnikih.

Previdni morate biti pri uživanju živil, bogatih s cinkom, kot so ostrige, arašidi, semena lubenice. Obstaja hipoteza, da se cink kopiči v možganih in sčasoma lahko privede do razvoja Alzheimerjeve bolezni.

Človeški možgani imajo eno neverjetno lastnost: sposobni so proizvajati nove celice. Obstaja mnenje, da je dobava možganskih celic neomejena, vendar je ta izjava daleč od resnice. Seveda pade njihova intenzivna proizvodnja zgodnjih obdobjih razvoj telesa, s starostjo se ta proces upočasni, vendar se ne ustavi. Toda to na žalost kompenzira le nepomemben del celic, ki jih človek nezavedno ubije zaradi na prvi pogled neškodljivih navad.

1. Pomanjkanje spanja

Znanstveniki še niso mogli ovreči svoje teorije o polnem spanju, ki vztraja pri 7-9 urah spanja. To trajanje nočnega procesa omogoča možganom, da v celoti opravijo svoje delo in produktivno preidejo skozi vse "zaspane" faze. V nasprotnem primeru, kot kažejo študije, opravljene na glodalcih, umre 25 % možganskih celic, ki so odgovorne za fiziološki odziv na tesnobo in stres. Znanstveniki menijo, da podoben mehanizem celične smrti zaradi pomanjkanja spanca deluje tudi pri ljudeh, a so to še vedno le domneve, ki jih bo po njihovem mnenju mogoče preveriti v bližnji prihodnosti.

2. Kajenje

Srčne bolezni, možganska kap, kronični bronhitis, emfizem, rak – to ni popoln seznam negativnih posledic, ki jih povzroča odvisnost od cigaret. Študija francoskega inštituta za zdravje in medicinske raziskave iz leta 2002 ni pustila dvoma, da kajenje ubija možganske celice. In čeprav so bili poskusi doslej izvedeni na podganah, so znanstveniki popolnoma prepričani, da ta slaba navada vpliva na človeške možganske celice na enak način. To je potrdila študija indijskih znanstvenikov, zaradi katere je raziskovalcem v cigaretah uspelo najti za človeško telo nevarno spojino, imenovano nitrozoamin keton, pridobljen iz nikotina. HNK pospešuje reakcije belih krvnih celic v možganih, zaradi česar te napadajo zdrave možganske celice.

3. Dehidracija

Ni skrivnost, da človeško telo vsebuje veliko vode in možgani niso izjema. Njegovo nenehno dopolnjevanje je potrebno tako za telo kot celoto kot za možgane zlasti. V nasprotnem primeru se aktivirajo procesi, ki motijo ​​delovanje celotnih sistemov in ubijajo možganske celice. Praviloma se to najpogosteje zgodi po pitju alkohola, ki zavira delovanje hormona vazopresina, ki je odgovoren za zadrževanje vode v telesu. Poleg tega lahko pride do dehidracije zaradi dolgotrajne izpostavljenosti telesu. visoka temperatura(na primer izpostavljenost odprti sončni svetlobi ali v zatohlem prostoru). Toda rezultat, tako kot v primeru močnih pijač, ima lahko katastrofalen izid - uničenje možganskih celic. To povzroča motnje v živčnem sistemu in vpliva na intelektualne sposobnosti osebe.

4. Stres

Stres velja za dokaj koristno reakcijo telesa, ki se aktivira kot posledica pojava kakršne koli možne grožnje. Glavni zagovorniki so nadledvični hormoni (kortizol, adrenalin in norepinefrin), ki spravijo telo v stanje pripravljenosti in s tem zagotavljajo njegovo varnost. Toda prevelika količina teh hormonov (na primer v stanju kroničnega stresa), zlasti kortizola, lahko povzroči smrt možganskih celic in razvoj groznih bolezni zaradi oslabljene imunosti. Uničenje možganskih celic lahko privede do razvoja duševne bolezni (shizofrenije), oslabljen imunski sistem pa praviloma spremlja razvoj resnih obolenj, med katerimi so najpogostejše bolezni srca in ožilja, rak in sladkorna bolezen.

5. Droge

Droge so posebne kemikalije, ki uničujejo možganske celice in motijo ​​komunikacijske sisteme v njih. Zaradi delovanja narkotičnih substanc se aktivirajo receptorji, ki povzročajo proizvodnjo nenormalnih signalov, ki povzročajo halucinogene manifestacije. Ta proces nastane zaradi močnega povečanja ravni določenih hormonov, kar na telo vpliva na dva načina. Po eni strani k učinku evforije prispeva velika količina na primer dopamina, po drugi strani pa poškoduje nevrone, ki so odgovorni za uravnavanje razpoloženja. Bolj ko so takšni nevroni poškodovani, težje je doseči stanje »blaženosti«. Tako telo potrebuje vedno večji odmerek narkotičnih snovi, medtem ko se razvije odvisnost.

živčnega tkiva- glavni strukturni element živčnega sistema. IN sestava živčnega tkiva vključuje visoko specializirane živčne celice - nevroni, In nevroglialne celice opravlja podporne, sekretorne in zaščitne funkcije.

Nevron je osnovna strukturna in funkcionalna enota živčnega tkiva. Te celice lahko sprejemajo, obdelujejo, kodirajo, prenašajo in shranjujejo informacije, vzpostavljajo stike z drugimi celicami. Edinstvene lastnosti nevrona so sposobnost ustvarjanja bioelektričnih razelektritev (impulzov) in prenosa informacij skozi procese iz ene celice v drugo z uporabo specializiranih končnic -.

Izvajanje funkcij nevrona je olajšano s sintezo v njegovi aksoplazmi snovi-transmiterjev - nevrotransmiterjev: acetilholina, kateholaminov itd.

Število možganskih nevronov se približuje 10 11 . En nevron ima lahko do 10.000 sinaps. Če te elemente štejemo za celice za shranjevanje informacij, potem lahko sklepamo, da lahko živčni sistem shrani 10 19 enot. informacije, tj. sposoben vsebovati skoraj vse znanje, ki ga je nabralo človeštvo. Zato je mnenje, da si človeški možgani zapomnijo vse, kar se dogaja v telesu in ko komunicira z okoljem, povsem smiselno. Vendar pa možgani ne morejo izluščiti vseh informacij, ki so v njih shranjene.

Določene vrste nevronske organizacije so značilne za različne možganske strukture. Nevroni, ki uravnavajo eno samo funkcijo, tvorijo tako imenovane skupine, ansamble, stolpce, jedra.

Nevroni se razlikujejo po strukturi in funkciji.

Po strukturi(odvisno od števila procesov, ki segajo iz celičnega telesa) razlikujejo enopolarna(z enim procesom), bipolarni (z dvema procesoma) in multipolarni(z številnimi procesi) nevroni.

Glede na funkcionalne lastnosti dodeliti aferentni(oz centripetalni) nevroni, ki prenašajo vzbujanje iz receptorjev v, eferentna, motor, motorični nevroni(ali centrifugalni), ki prenaša vzbujanje iz osrednjega živčnega sistema na inervirani organ, in interkalarni, stik oz vmesno nevroni, ki povezujejo aferentne in eferentne nevrone.

Aferentni nevroni so unipolarni, njihova telesa ležijo v hrbteničnih ganglijih. Proces, ki sega od celičnega telesa, je razdeljen na dve veji v obliki črke T, od katerih ena gre v osrednji živčni sistem in opravlja funkcijo aksona, druga pa se približuje receptorjem in je dolg dendrit.

Večina eferentnih in interkalarnih nevronov je multipolarnih (slika 1). Multipolarni interkalarni nevroni se v velikem številu nahajajo v zadnjih rogovih, najdemo pa jih tudi v vseh drugih delih osrednjega živčnega sistema. Lahko so tudi bipolarni, kot so nevroni mrežnice, ki imajo kratek razvejan dendrit in dolg akson. Motorični nevroni se nahajajo predvsem v sprednjih rogovih hrbtenjače.

riž. 1. Struktura živčne celice:

1 - mikrotubule; 2 - dolg proces živčne celice (akson); 3 - endoplazmatski retikulum; 4 - jedro; 5 - nevroplazma; 6 - dendriti; 7 - mitohondriji; 8 - nukleolus; 9 - mielinski ovoj; 10 - prestrezanje Ranvierja; 11 - konec aksona

nevroglija

nevroglija, oz glia, - niz celičnih elementov živčnega tkiva, ki ga tvorijo specializirane celice različnih oblik.

Odkril ga je R. Virchow in ga poimenoval nevroglia, kar pomeni "živčno lepilo". Celice nevroglije zapolnijo prostor med nevroni, kar predstavlja 40 % volumna možganov. Glialne celice so 3-4 krat manjše od živčnih celic; njihovo število v CŽS sesalcev doseže 140 milijard.S starostjo se število nevronov v človeških možganih zmanjšuje, število glialnih celic pa narašča.

Ugotovljeno je bilo, da je nevroglija povezana s presnovo v živčnem tkivu. Nekatere celice nevroglije izločajo snovi, ki vplivajo na stanje razdražljivosti nevronov. Ugotovljeno je, da se izločanje teh celic spreminja v različnih duševnih stanjih. Dolgotrajni procesi v sledovih v CNS so povezani s funkcionalnim stanjem nevroglije.

Vrste glialnih celic

Glede na naravo strukture glialnih celic in njihovo lokacijo v osrednjem živčevju razlikujejo:

• astrociti (astroglia);
• oligodendrociti (oligodendroglija);
• mikroglijske celice (mikroglija);
• Schwannove celice.

Glialne celice opravljajo podporne in zaščitne funkcije za nevrone. Vključeni so v strukturo. Astrociti so najštevilčnejše glialne celice, ki zapolnjujejo prostore med nevroni in pokrivajo. Preprečujejo širjenje nevrotransmiterjev, ki razpršijo iz sinaptične razpoke v CNS. Astrociti imajo receptorje za nevrotransmiterje, katerih aktivacija lahko povzroči nihanja membranske potencialne razlike in spremembe v presnovi astrocitov.

Astrociti tesno obdajajo kapilare krvnih žil možganov, ki se nahajajo med njimi in nevroni. Na podlagi tega se domneva, da imajo astrociti pomembno vlogo pri presnovi nevronov, z uravnavanjem kapilarne prepustnosti za nekatere snovi.

Ena od pomembnih funkcij astrocitov je njihova sposobnost absorbiranja presežnih ionov K+, ki se lahko kopičijo v medceličnem prostoru med visoko nevronsko aktivnostjo. V območjih tesnega prileganja astrocitov nastanejo režni kanali, preko katerih lahko astrociti izmenjujejo različne majhne ione, zlasti ione K+. To poveča njihovo sposobnost, da absorbirajo ione K+. Nenadzorovano kopičenje ionov K+ v mednevronskem prostoru bi povzročilo povečanje razdražljivosti nevronov. Tako astrociti, ki absorbirajo presežek ionov K+ iz intersticijske tekočine, preprečujejo povečanje razdražljivosti nevronov in nastanek žarišč povečane nevronske aktivnosti. Pojav takšnih žarišč v človeških možganih lahko spremlja dejstvo, da njihovi nevroni ustvarjajo vrsto živčnih impulzov, ki se imenujejo konvulzivni izpusti.

Astrociti sodelujejo pri odstranjevanju in uničenju nevrotransmiterjev, ki vstopajo v ekstrasinaptične prostore. Tako preprečujejo kopičenje nevrotransmiterjev v mednevronskih prostorih, kar bi lahko vodilo v možgansko disfunkcijo.

Nevroni in astrociti so ločeni z medceličnimi vrzeli 15–20 µm, ki se imenujejo intersticijski prostor. Intersticijski prostori zasedajo do 12-14% volumna možganov. Pomembna lastnost astrocitov je njihova sposobnost, da absorbirajo CO2 iz zunajcelične tekočine teh prostorov in s tem ohranjajo stabilno pH možganov.

Astrociti sodelujejo pri tvorbi vmesnikov med živčnim tkivom in možganskimi žilami, živčnim tkivom in možganskimi membranami v procesu rasti in razvoja živčnega tkiva.

Oligodendrociti značilna prisotnost majhnega števila kratkih procesov. Ena od njihovih glavnih funkcij je tvorba mielinske ovojnice živčnih vlaken v CNS. Te celice se nahajajo tudi v neposredni bližini teles nevronov, vendar funkcionalni pomen tega dejstva ni znan.

mikroglijalne celice predstavljajo 5-20% celotnega števila glialnih celic in so razpršene po osrednjem živčevju. Ugotovljeno je bilo, da so antigeni njihove površine enaki antigenom krvnih monocitov. To kaže na njihov izvor iz mezoderme, prodiranje v živčno tkivo med embrionalnim razvojem in kasnejšo transformacijo v morfološko prepoznavne mikroglialne celice. V zvezi s tem je splošno sprejeto, da je najpomembnejša funkcija mikroglije zaščita možganov. Dokazano je, da se ob poškodbi živčnega tkiva poveča število fagocitnih celic zaradi krvnih makrofagov in aktivacije fagocitnih lastnosti mikroglije. Odstranjujejo mrtve nevrone, glialne celice in njihove strukturne elemente, fagocitizirajo tuje delce.

Schwannove celice tvorijo mielinsko ovojnico perifernih živčnih vlaken zunaj osrednjega živčevja. Membrana te celice se večkrat ovije in debelina nastale mielinske ovojnice lahko presega premer živčnega vlakna. Dolžina mieliniziranih odsekov živčnega vlakna je 1-3 mm. V intervalih med njimi (prestrezanje Ranvierja) ostane živčno vlakno prekrito le s površinsko membrano, ki ima razdražljivost.

Ena najpomembnejših lastnosti mielina je njegova visoka odpornost na električni tok. To je posledica visoke vsebnosti sfingomielina in drugih fosfolipidov v mielinu, ki mu dajejo tokovno izolacijske lastnosti. Na območjih živčnega vlakna, prekritih z mielinom, je proces ustvarjanja živčnih impulzov nemogoč. Živčni impulzi nastajajo le na Ranvierjevi prestrezni membrani, ki zagotavlja večjo hitrost prevodnosti živčnih impulzov v mieliniziranih živčnih vlaknih v primerjavi z nemieliniziranimi.

Znano je, da se struktura mielina zlahka poruši pri infekcijskih, ishemičnih, travmatskih, toksičnih poškodbah živčnega sistema. Hkrati se razvija proces demielinizacije živčnih vlaken. Še posebej pogosto se demielinizacija razvije pri multipli sklerozi. Zaradi demielinizacije se zmanjša hitrost prevodnosti živčnih impulzov vzdolž živčnih vlaken, zmanjša se hitrost dostave informacij v možgane od receptorjev in od nevronov do izvršilnih organov. To lahko privede do motenj senzorične občutljivosti, motenj gibanja, regulacije notranjih organov in drugih resnih posledic.

Zgradba in funkcije nevronov

Nevron(živčna celica) je strukturna in funkcionalna enota.

Anatomska struktura in lastnosti nevrona zagotavljajo njegovo izvajanje glavne funkcije: izvajanje presnove, pridobivanje energije, zaznavanje različnih signalov in njihova obdelava, tvorba ali sodelovanje pri odzivih, generiranje in prevajanje živčnih impulzov, združevanje nevronov v nevronske kroge, ki zagotavljajo tako najpreprostejše refleksne reakcije kot višje integrativne funkcije možganov.

Nevroni so sestavljeni iz telesa živčne celice in procesov - aksona in dendritov.

riž. 2. Struktura nevrona

telo živčne celice

Telo (perikarion, soma) Nevron in njegovi procesi so povsod prekriti z nevronsko membrano. Membrana celičnega telesa se od membrane aksona in dendritov razlikuje po vsebnosti različnih receptorjev, prisotnosti na njej.

Telo nevrona vsebuje nevroplazmo in jedro, ki je od nje ločeno z membranami, grobim in gladkim endoplazmatskim retikulumom, Golgijevim aparatom in mitohondriji. Kromosomi jedra nevronov vsebujejo niz genov, ki kodirajo sintezo beljakovin, potrebnih za oblikovanje strukture in izvajanje funkcij telesa nevrona, njegovih procesov in sinaps. To so proteini, ki opravljajo funkcije encimov, nosilcev, ionskih kanalčkov, receptorjev itd. Nekateri proteini opravljajo funkcije v nevroplazmi, drugi pa so vgrajeni v membrane organelov, soma in nevronskih procesov. Nekateri od njih, na primer encimi, potrebni za sintezo nevrotransmiterjev, se z aksonskim transportom dostavijo na terminal aksona. V celičnem telesu se sintetizirajo peptidi, ki so potrebni za vitalno aktivnost aksonov in dendritov (na primer rastnih faktorjev). Zato, ko je telo nevrona poškodovano, se njegovi procesi degenerirajo in zrušijo. Če je telo nevrona ohranjeno, vendar je proces poškodovan, pride do njegovega počasnega okrevanja (regeneracije) in obnovitve inervacije denerviranih mišic ali organov.

Mesto sinteze beljakovin v telesih nevronov je grob endoplazmatski retikulum (tigroidna zrnca ali Nisslova telesa) ali prosti ribosomi. Njihova vsebnost v nevronih je višja kot v glialnih ali drugih celicah telesa. V gladkem endoplazmatskem retikulumu in Golgijevem aparatu beljakovine pridobijo svojo značilno prostorsko konformacijo, se razvrstijo in pošljejo v transportne tokove do struktur celičnega telesa, dendritov ali aksona.

V številnih mitohondrijih nevronov se kot posledica procesov oksidativne fosforilacije tvori ATP, katerega energija se uporablja za vzdrževanje vitalne aktivnosti nevrona, delovanje ionskih črpalk in vzdrževanje asimetrije koncentracij ionov na obeh straneh nevrona. membrano. Posledično je nevron v stalni pripravljenosti ne le za zaznavanje različnih signalov, temveč tudi za odzivanje nanje – generiranje živčnih impulzov in njihova uporaba za nadzor funkcij drugih celic.

V mehanizmih zaznavanja različnih signalov s strani nevronov sodelujejo molekularni receptorji membrane celičnega telesa, senzorični receptorji, ki jih tvorijo dendriti, in občutljive celice epitelnega izvora. Signali iz drugih živčnih celic lahko dosežejo nevron skozi številne sinapse, ki nastanejo na dendritih ali na gelu nevrona.

Dendriti živčne celice

Dendriti nevroni tvorijo dendritično drevo, katerega narava razvejanja in velikost sta odvisna od števila sinaptičnih stikov z drugimi nevroni (slika 3). Na dendritih nevrona je na tisoče sinaps, ki jih tvorijo aksoni ali dendriti drugih nevronov.

riž. 3. Sinaptični stiki internevrona. Puščice na levi prikazujejo pretok aferentnih signalov do dendritov in telesa internevrona, na desni - smer širjenja eferentnih signalov internevrona na druge nevrone

Sinapse so lahko heterogene tako po funkciji (inhibitorne, ekscitatorne) kot tudi po vrsti uporabljenega nevrotransmiterja. Dendritična membrana, ki sodeluje pri tvorbi sinaps, je njihova postsinaptična membrana, ki vsebuje receptorje (ligandno odvisne ionske kanale) za nevrotransmiter, ki se uporablja v tej sinapsi.

Ekscitatorne (glutamatergične) sinapse se nahajajo predvsem na površini dendritov, kjer se nahajajo dvigi ali izrastki (1-2 mikrona), imenovani bodice. V membrani bodic so kanali, katerih prepustnost je odvisna od transmembranske potencialne razlike. V citoplazmi dendritov v predelu bodic so našli sekundarne prenašalce intracelularne signalne transdukcije in ribosome, na katerih se kot odziv na sinaptične signale sintetizira protein. Natančna vloga bodic ostaja neznana, vendar je jasno, da povečajo površino dendritičnega drevesa za tvorbo sinaps. Bodice so tudi nevronske strukture za sprejemanje vhodnih signalov in njihovo obdelavo. Dendriti in bodice zagotavljajo prenos informacij od periferije do telesa nevrona. Dendritična membrana je pri košnji polarizirana zaradi asimetrične porazdelitve mineralnih ionov, delovanja ionskih črpalk in prisotnosti ionskih kanalov v njej. Te lastnosti so osnova prenosa informacij čez membrano v obliki lokalnih krožnih tokov (elektrotoničnih), ki se pojavljajo med postsinaptičnimi membranami in območji dendritne membrane, ki mejijo nanje.

Lokalni tokovi med njihovim širjenjem vzdolž dendritne membrane oslabijo, vendar se izkaže, da so zadostne velikosti, da na membrano telesa nevrona prenesejo signale, ki jih prejmejo prek sinaptičnih vhodov do dendritov. V dendritični membrani še niso našli napetostno odvisnih natrijevih in kalijevih kanalov. Nima razdražljivosti in sposobnosti ustvarjanja akcijskih potencialov. Vendar pa je znano, da se akcijski potencial, ki nastane na membrani aksonskega hriba, lahko širi vzdolž nje. Mehanizem tega pojava ni znan.

Domneva se, da so dendriti in bodice del nevronskih struktur, vključenih v spominske mehanizme. Število bodic je še posebej veliko v dendritih nevronov v možganski skorji, bazalnih ganglijih in možganski skorji. Območje dendritičnega drevesa in število sinaps se zmanjšata v nekaterih predelih možganske skorje pri starejših.

nevronski akson

akson - veja živčne celice, ki je ni v drugih celicah. Za razliko od dendritov, katerih število je pri nevronu različno, je akson vseh nevronov enak. Njegova dolžina lahko doseže do 1,5 m. Na izstopni točki aksona iz telesa nevrona je zadebelitev - aksonski nasip, prekrit s plazemsko membrano, ki je kmalu prekrita z mielinom. Območje hriba aksona, ki ni prekrito z mielinom, se imenuje začetni segment. Aksoni nevronov, do njihovih končnih vej, so pokriti z mielinsko ovojnico, ki jo prekinejo prestrezanja Ranvierja - mikroskopska nemielinizirana območja (približno 1 mikron).

Skozi akson (mielinirano in nemielinizirano vlakno) je prekrit z dvoslojno fosfolipidno membrano z vgrajenimi proteinskimi molekulami, ki opravljajo funkcije transporta ionov, napetostno odvisnih ionskih kanalov itd. Beljakovine so enakomerno razporejene v membrani nemieliniziranega živca. vlaken, nahajajo pa se v membrani mieliniziranega živčnega vlakna pretežno v Ranvierovih presledkih. Ker v aksoplazmi ni grobega retikuluma in ribosomov, je očitno, da se ti proteini sintetizirajo v telesu nevrona in se preko aksonskega transporta dostavijo v membrano aksona.

Lastnosti membrane, ki pokriva telo in akson nevrona, so različni. Ta razlika se nanaša predvsem na prepustnost membrane za mineralne ione in je posledica vsebnosti različnih vrst. Če v membrani telesa in dendritih nevrona prevladuje vsebnost ligandno odvisnih ionskih kanalov (vključno s postsinaptičnimi membranami), potem je v membrani aksona, zlasti na območju Ranvierjevih vozlišč, visoka gostota napetosti. -odvisni natrijevi in ​​kalijevi kanalčki.

Membrana začetnega segmenta aksona ima najnižjo polarizacijsko vrednost (približno 30 mV). Na območjih aksona, bolj oddaljenih od celičnega telesa, je vrednost transmembranskega potenciala približno 70 mV. Nizka vrednost polarizacije membrane začetnega segmenta aksona določa, da ima na tem področju membrana nevrona največjo razdražljivost. Tukaj se postsinaptični potenciali, ki so nastali na membrani dendritov in celičnega telesa kot posledica preoblikovanja informacijskih signalov, ki jih prejme nevron v sinapsah, širijo vzdolž membrane nevronskega telesa s pomočjo lokalnih krožni električni tokovi. Če ti tokovi povzročijo depolarizacijo membrane hriba aksona na kritično raven (E k), se bo nevron odzval na signale iz drugih živčnih celic, ki prihajajo do njega, tako da ustvari lasten akcijski potencial (živčni impulz). Nastali živčni impulz se nato prenaša po aksonu do drugih živčnih, mišičnih ali žleznih celic.

Na membrani začetnega segmenta aksona so bodice, na katerih se tvorijo GABAergične inhibitorne sinapse. Prihod signalov po teh linijah od drugih nevronov lahko prepreči nastanek živčnega impulza.

Razvrstitev in vrste nevronov

Razvrstitev nevronov poteka tako glede na morfološke kot funkcionalne značilnosti.

Po številu procesov ločimo multipolarne, bipolarne in psevdounipolarne nevrone.

Glede na naravo povezav z drugimi celicami in opravljeno funkcijo ločijo dotik, vtičnik in motor nevroni. Dotaknite se nevrone imenujemo tudi aferentni nevroni, njihovi procesi pa so centripetalni. Imenujejo se nevroni, ki opravljajo funkcijo prenosa signalov med živčnimi celicami interkalarni, oz asociativno. Nevroni, katerih aksoni tvorijo sinapse na efektorskih celicah (mišičnih, žleznih), se imenujejo motor, oz eferentna, njihovi aksoni se imenujejo centrifugalni.

Aferentni (senzorični) nevroni zaznavajo informacije s senzoričnimi receptorji, jih pretvarjajo v živčne impulze in jih vodijo v možgane in hrbtenjačo. Telesa senzoričnih nevronov se nahajajo v hrbtenici in lobanji. To so psevdounipolarni nevroni, katerih akson in dendrit skupaj odideta od telesa nevrona in se nato ločita. Dendrit sledi periferiji do organov in tkiv kot del čutnih ali mešanih živcev, akson kot del zadnjih korenin pa vstopi v dorzalne rogove hrbtenjače ali kot del lobanjskih živcev v možgane.

Vstavljanje, oz asociativno, nevroni opravljajo funkcije obdelave vhodnih informacij in zlasti zagotavljajo zapiranje refleksnih lokov. Telesa teh nevronov se nahajajo v možganih in hrbtenjači.

Eferentni nevroni opravljajo tudi funkcijo obdelave prejetih informacij in prenosa eferentnih živčnih impulzov iz možganov in hrbtenjače v celice izvršilnih (efektornih) organov.

Integrativna aktivnost nevrona

Vsak nevron prejme ogromno signalov preko številnih sinaps, ki se nahajajo na njegovih dendritih in telesu, pa tudi prek molekularnih receptorjev v plazemskih membranah, citoplazmi in jedru. Pri signalizaciji se uporablja veliko različnih vrst nevrotransmiterjev, nevromodulatorjev in drugih signalnih molekul. Očitno mora nevron imeti možnost, da jih integrira, da bi oblikoval odziv na hkratni sprejem več signalov.

V koncept je vključen niz procesov, ki zagotavljajo obdelavo dohodnih signalov in oblikovanje nevronskega odziva nanje. integrativna aktivnost nevrona.

Zaznavanje in obdelava signalov, ki prispejo na nevron, poteka s sodelovanjem dendritov, celičnega telesa in aksonskega hriba nevrona (slika 4).

riž. 4. Integracija signalov z nevronom.

Ena od možnosti za njihovo obdelavo in integracijo (seštevanje) je transformacija v sinapse in seštevanje postsinaptičnih potencialov na membrani telesa in procesov nevrona. Zaznani signali se v sinapsah pretvorijo v nihanja potencialne razlike postsinaptične membrane (postsinaptični potenciali). Odvisno od vrste sinapse lahko prejeti signal pretvorimo v majhno (0,5-1,0 mV) depolarizirajočo spremembo potencialne razlike (EPSP - sinapse so na diagramu prikazane kot svetlobni krogi) ali hiperpolarizirajoče (TPSP - sinapse so prikazane v diagram kot črni krogi). Številni signali lahko hkrati prispejo na različne točke nevrona, od katerih se nekateri pretvorijo v EPSP, drugi pa v IPSP.

Ta nihanja potencialne razlike se širijo s pomočjo lokalnih krožnih tokov vzdolž nevronske membrane v smeri hribčka aksona v obliki valov depolarizacije (v belem diagramu) in hiperpolarizacije (v črnem diagramu), ki se prekrivajo med seboj. (na diagramu siva območja). S tem prekrivanjem amplitude valov ene smeri se seštejejo, nasprotni pa se zmanjšajo (zgladijo). Ta algebraična seštevka potencialne razlike čez membrano se imenuje prostorsko seštevanje(sl. 4 in 5). Rezultat tega seštevanja je lahko bodisi depolarizacija membrane aksonskega hriba in generiranje živčnega impulza (primera 1 in 2 na sliki 4) bodisi njegova hiperpolarizacija in preprečevanje nastanka živčnega impulza (primera 3 in 4 na sl. . 4).

Da se potencialna razlika membrane aksonskega hriba (približno 30 mV) premakne na Ek, jo je treba depolarizirati za 10-20 mV. To bo povzročilo odpiranje napetostno odvisnih natrijevih kanalov, ki so prisotni v njem, in generiranje živčnega impulza. Ker lahko depolarizacija membrane ob prejemu ene AP in njene preobrazbe v EPSP doseže do 1 mV, vse širjenje do hribčka aksona pa poteka z oslabljenjem, generiranje živčnega impulza zahteva hkratno dostavo 40-80 živčnih impulzov iz drugih nevronov do nevrona prek ekscitatornih sinaps in seštevanja enake količine EPSP.

riž. 5. Prostorsko in časovno seštevanje EPSP z nevronom; a - EPSP na en sam dražljaj; in - EPSP na večkratno stimulacijo iz različnih aferentov; c - EPSP za pogosto stimulacijo preko enega samega živčnega vlakna

Če v tem času nevron prejme določeno število živčnih impulzov skozi zaviralne sinapse, bosta možna njegova aktivacija in generiranje odzivnega živčnega impulza s hkratnim povečanjem pretoka signalov skozi ekscitatorne sinapse. V pogojih, ko signali, ki prihajajo skozi zaviralne sinapse, povzročijo hiperpolarizacijo nevronske membrane, ki je enaka ali večja od depolarizacije, ki jo povzročajo signali, ki prihajajo skozi ekscitatorne sinapse, bo depolarizacija membrane aksona kolikulusa nemogoča, nevron ne bo generiral živčnih impulzov in bo postal neaktiven. .

Deluje tudi nevron seštevanje časa EPSP in IPTS signala prihajata do njega skoraj istočasno (glej sliko 5). Spremembe potencialne razlike, ki jih povzročajo v skoraj sinaptičnih območjih, lahko tudi algebraično povzamemo, kar imenujemo časovno seštevanje.

Tako vsak živčni impulz, ki ga ustvari nevron, kot tudi obdobje tišine nevrona vsebuje informacije, prejete od številnih drugih živčnih celic. Običajno večja kot je frekvenca signalov, ki prihajajo v nevron iz drugih celic, pogosteje generira odzivne živčne impulze, ki se pošljejo vzdolž aksona do drugih živčnih ali efektorskih celic.

Zaradi dejstva, da so v membrani telesa nevrona in celo v njegovih dendritih natrijevi kanali (čeprav v majhnem številu), se lahko akcijski potencial, ki nastane na membrani aksonskega hriba, razširi na telo in del dendriti nevrona. Pomen tega pojava ni dovolj jasen, vendar se domneva, da propagacijski akcijski potencial za trenutek zgladi vse lokalne tokove, prisotne na membrani, ponastavi potenciale in prispeva k učinkovitejšemu zaznavanju novih informacij s strani nevrona.

Molekularni receptorji sodelujejo pri transformaciji in integraciji signalov, ki prihajajo do nevrona. Hkrati lahko njihova stimulacija s signalnimi molekulami povzroči spremembe v stanju ionskih kanalov, ki jih sprožijo (G-proteini, drugi mediatorji), transformacijo zaznanih signalov v nihanja potencialne razlike nevronske membrane, seštevanje in nastanek nevronski odziv v obliki generiranja živčnega impulza ali njegove inhibicije.

Transformacijo signalov z metabotropnimi molekularnimi receptorji nevrona spremlja njegov odziv v obliki kaskade znotrajceličnih transformacij. Odziv nevrona v tem primeru je lahko pospešek celotnega metabolizma, povečanje tvorbe ATP, brez katerega je nemogoče povečati njegovo funkcionalno aktivnost. Z uporabo teh mehanizmov nevron integrira prejete signale za izboljšanje učinkovitosti lastne aktivnosti.

Intracelularne transformacije v nevronu, ki jih sprožijo prejeti signali, pogosto vodijo do povečanja sinteze beljakovinskih molekul, ki opravljajo funkcije receptorjev, ionskih kanalov in nosilcev v nevronu. S povečanjem njihovega števila se nevron prilagaja naravi dohodnih signalov, povečuje občutljivost na pomembnejše od njih in oslabi na manj pomembne.

Prejemanje številnih signalov s strani nevrona lahko spremlja izražanje ali zatiranje določenih genov, na primer tistih, ki nadzorujejo sintezo nevromodulatorjev peptidne narave. Ker se dostavijo na aksonske terminale nevrona in se v njih uporabljajo za povečanje ali oslabitev delovanja njegovih nevrotransmiterjev na druge nevrone, ima nevron kot odziv na signale, ki jih prejme, lahko, odvisno od prejetih informacij, močnejši. ali šibkejši učinek na druge z njim nadzorovane živčne celice. Glede na to, da lahko modulacijsko delovanje nevropeptidov traja dolgo, lahko tudi vpliv nevrona na druge živčne celice traja dlje časa.

Tako se lahko nevron zaradi zmožnosti integracije različnih signalov nanje subtilno odzove s širokim naborom odzivov, ki mu omogočajo učinkovito prilagajanje naravi dohodnih signalov in njihovo uporabo za uravnavanje funkcij drugih celic.

nevronska vezja

Nevroni CNS medsebojno delujejo in tvorijo različne sinapse na točki stika. Nastale nevronske pene močno povečajo funkcionalnost živčnega sistema. Najpogostejša nevronska vezja vključujejo: lokalna, hierarhična, konvergentna in divergentna nevronska vezja z enim vhodom (slika 6).

Lokalna nevronska vezja tvorijo dva ali več nevronov. V tem primeru bo eden od nevronov (1) dal svoj aksonski kolateral nevronu (2), ki bo na njegovem telesu tvoril aksosomatsko sinapso, drugi pa bo tvoril aksonomsko sinapso na telesu prvega nevrona. Lokalne nevronske mreže lahko delujejo kot pasti, v katerih lahko živčni impulzi dolgo krožijo v krogu, ki ga tvori več nevronov.

Možnost dolgotrajnega kroženja vzbujevalnega vala (živčnega impulza), ki se je nekoč pojavil zaradi prenosa, vendar obročaste strukture, je eksperimentalno pokazal profesor I.A. Vetokhin v poskusih na živčnem obroču meduze.

Krožno kroženje živčnih impulzov vzdolž lokalnih nevronskih vezij opravlja funkcijo preoblikovanja ritma vzbujanja, zagotavlja možnost podaljšanega vzbujanja po prenehanju signalov, ki prihajajo k njim, in sodeluje v mehanizmih shranjevanja dohodnih informacij.

Lokalni tokokrogi lahko opravljajo tudi zavorno funkcijo. Primer tega je ponavljajoča se inhibicija, ki se izvaja v najpreprostejšem lokalnem nevronskem vezju hrbtenjače, ki ga tvorita a-motonevron in Renshawova celica.

riž. 6. Najpreprostejša nevronska vezja CNS. Opis v besedilu

V tem primeru se vzbujanje, ki je nastalo v motoričnem nevronu, širi vzdolž veje aksona, aktivira Renshawovo celico, ki zavira a-motonevron.

konvergentne verige tvori več nevronov, na enem od katerih se (običajno eferentni) zbližajo ali konvergirajo aksoni številnih drugih celic. Takšna vezja so široko razširjena v CNS. Na primer, aksoni številnih nevronov v senzoričnih poljih skorje konvergirajo k piramidnim nevronom primarne motorične skorje. Aksoni na tisoče senzoričnih in interkalarnih nevronov različnih ravneh osrednjega živčevja konvergirajo na motorične nevrone ventralnih rogov hrbtenjače. Konvergentna vezja imajo pomembno vlogo pri integraciji signalov eferentnih nevronov in pri koordinaciji fizioloških procesov.

Divergentne verige z enim vhodom tvori nevron z razvejanim aksonom, katerega vsaka veja tvori sinapso z drugo živčno celico. Ta vezja opravljajo funkcije hkratnega prenosa signalov od enega nevrona do številnih drugih nevronov. To dosežemo zaradi močnega razvejanja (tvorba več tisoč vej) aksona. Takšni nevroni se pogosto nahajajo v jedrih retikularne tvorbe možganskega debla. Zagotavljajo hitro povečanje razdražljivosti številnih delov možganov in mobilizacijo njihovih funkcionalnih rezerv.