Το μεγαλύτερο επίτευγμα της εξέλιξης είναι ο εγκέφαλος και το ανεπτυγμένο νευρικό σύστημα των οργανισμών, με ένα όλο και πιο πολύπλοκο δίκτυο πληροφοριών που βασίζεται σε χημικές αντιδράσεις. Μια νευρική ώθηση που τρέχει κατά μήκος των διεργασιών των νευρώνων είναι η πεμπτουσία της πολύπλοκης ανθρώπινης δραστηριότητας. Αναδύεται μέσα τους μια ώθηση, κινείται κατά μήκος τους και είναι οι νευρώνες που τους αναλύουν. Οι διεργασίες του νευρώνα είναι το κύριο λειτουργικό μέρος αυτών των συγκεκριμένων κυττάρων του νευρικού συστήματος και θα μιλήσουμε για αυτές.
Προέλευση των νευρώνων
Το ζήτημα της προέλευσης των εξειδικευμένων κυττάρων παραμένει ανοιχτό σήμερα. Υπάρχουν τουλάχιστον τρεις θεωρίες για αυτό το θέμα - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), αδελφοί Hertwig (Hertwig, 1878) και Zavarzin (Zavarzin, 1950). Όλοι τους συνοψίζονται στο γεγονός ότι οι νευρώνες προέκυψαν από πρωτογενή ευαίσθητα εξωδερμικά κύτταρα και οι προκάτοχοί τους ήταν σφαιρικές πρωτεΐνες που συνδυάζονταν σε δέσμες. Πρωτεΐνες που στη συνέχεια έλαβαν κυτταρικέςμεμβράνη, αποδείχθηκε ότι είναι ικανή να αντιλαμβάνεται τον ερεθισμό, να δημιουργεί και να διεξάγει διέγερση.
Σύγχρονες ιδέες για τη δομή του νευρώνα και τις διεργασίες
Ένα εξειδικευμένο κύτταρο του νευρικού ιστού αποτελείται από:
- Σώμα ή σώμα ενός νευρώνα, που περιέχει οργανίδια, νευροϊνίδια και έναν πυρήνα.
- Πολλές σύντομες διεργασίες ενός νευρώνα που ονομάζονται δενδρίτες. Η λειτουργία τους είναι να αντιλαμβάνονται τη διέγερση.
- Μια μακρά διαδικασία ενός νευρώνα - ενός νευράξονα, που καλύπτεται σαν "συμπλέκτης" με ένα περίβλημα μυελίνης. Η κύρια λειτουργία του άξονα είναι να διεξάγει διέγερση.
Όλες οι δομές ενός νευρώνα έχουν διαφορετική δομή μεμβρανών και είναι όλες εντελώς διαφορετικές. Μεταξύ των πολλών νευρώνων (υπάρχουν περίπου 25 δισεκατομμύρια από αυτούς στον εγκέφαλό μας) δεν υπάρχουν απόλυτοι δίδυμοι τόσο στην εμφάνιση όσο και στη δομή και, το πιο σημαντικό, στις ιδιαιτερότητες της λειτουργίας.
Σύντομες διεργασίες νευρώνων: δομή και λειτουργίες
Το σώμα ενός νευρώνα έχει πολλές σύντομες και διακλαδισμένες διεργασίες, οι οποίες ονομάζονται δενδριτικό δέντρο ή δενδριτική περιοχή. Όλοι οι δενδρίτες έχουν πολλούς κλάδους και σημεία επαφής με άλλους νευρώνες. Αυτό το δίκτυο αντίληψης αυξάνει το επίπεδο συλλογής πληροφοριών από το περιβάλλον που περιβάλλει τον νευρώνα. Όλοι οι δενδρίτες έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
- Είναι σχετικά κοντά - έως και 1 χιλιοστό.
- Δεν έχουν θήκη μυελίνης.
- Αυτές οι διεργασίες νευρώνων χαρακτηρίζονται από την παρουσία ριβονουκλεοτιδίων, το ενδοπλασματικό δίκτυο και ένα εκτεταμένο δίκτυο μικροσωληνίσκων, το οποίο έχει το δικό τουμοναδικότητα.
- Έχουν συγκεκριμένες διαδικασίες - αγκάθια.
Ακάνθια δενδρίτη
Αυτές οι αποφύσεις της δενδριτικής μεμβράνης μπορούν να βρεθούν σε ολόκληρη την επιφάνειά τους σε μεγάλους αριθμούς. Αυτά είναι πρόσθετα σημεία επαφής (συνάψεις) του νευρώνα, τα οποία αυξάνουν σημαντικά την περιοχή των εσωτερικών νευρωνικών επαφών. Εκτός από την επέκταση της επιφάνειας υποδοχής, παίζουν σημαντικό ρόλο σε καταστάσεις ξαφνικών ακραίων επιπτώσεων (για παράδειγμα, σε περίπτωση δηλητηρίασης ή ισχαιμίας). Ο αριθμός τους σε τέτοιες περιπτώσεις αλλάζει δραματικά προς την κατεύθυνση της αύξησης ή της μείωσης και διεγείρει το σώμα να αυξήσει ή να μειώσει τον ρυθμό και τον αριθμό των μεταβολικών διεργασιών.
Διεξαγωγή διαδικασίας
Η μακρά διαδικασία ενός νευρώνα ονομάζεται άξονας (ἀξον - άξονας, ελληνικά), ονομάζεται επίσης αξονικός κύλινδρος. Στη θέση σχηματισμού άξονα στο σώμα ενός νευρώνα, υπάρχει ένα ανάχωμα που παίζει σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό μιας νευρικής ώθησης. Εδώ συνοψίζεται το δυναμικό δράσης που λαμβάνεται από όλους τους δενδρίτες του νευρώνα. Η δομή του άξονα περιέχει μικροσωληνίσκους, αλλά σχεδόν καθόλου οργανίδια. Η διατροφή και η ανάπτυξη αυτής της διαδικασίας εξαρτάται πλήρως από το σώμα των νευρώνων. Όταν ο άξονας καταστραφεί, το περιφερειακό τους τμήμα πεθαίνει, ενώ το σώμα και το υπόλοιπο τμήμα παραμένουν βιώσιμα. Και μερικές φορές ένας νευρώνας μπορεί να αναπτύξει έναν νέο άξονα. Η διάμετρος του άξονα είναι μόνο λίγα μικρόμετρα, αλλά το μήκος μπορεί να φτάσει το 1 μέτρο. Τέτοιοι, για παράδειγμα, είναι οι άξονες των νευρώνων του νωτιαίου μυελού που νευρώνουν τα ανθρώπινα άκρα.
Μυελίωση νευραξόνων
Το κέλυφος των μακρών διεργασιών του νευρώνα σχηματίζεται από τα κύτταρα Schwann. Αυτά τα κύτταρα τυλίγονται γύρω από τμήματα του νευράξονα και η ουλίτιδα τους τυλίγεται γύρω από αυτόν. Το κυτταρόπλασμα των κυττάρων Schwann έχει σχεδόν χαθεί εντελώς και παραμένει μόνο μια μεμβράνη λιποπρωτεϊνών (μυελίνη). Ο σκοπός της θήκης μυελίνης των μακρών διεργασιών των σωμάτων των νευρώνων είναι να παρέχει ηλεκτρική μόνωση, η οποία οδηγεί σε αύξηση της ταχύτητας του νευρικού παλμού (από 2 m/s σε 120 m/s). Το κέλυφος έχει ρήξεις - συστολές του Ranvier. Σε αυτά τα μέρη, η ώθηση, σαν ρεύμα γαλβανικής φύσης, εισέρχεται ελεύθερα στο μέσο και μπαίνει πίσω. Και είναι στις στενώσεις του Ranvier που εμφανίζεται το δυναμικό δράσης. Έτσι, η ώθηση κινείται κατά μήκος του άξονα σε άλματα - από στένωση σε στένωση. Η μυελίνη είναι λευκή, αυτό χρησίμευσε ως κριτήριο για τη διαίρεση της νευρικής ουσίας σε γκρι (σώματα νευρώνων) και λευκό (μονοπάτια).
Αξονικοί θάμνοι
Στο άκρο του, ο άξονας διακλαδίζεται πολλές φορές και σχηματίζει θάμνο. Στο τέλος κάθε κλάδου υπάρχει μια σύναψη - ο τόπος επαφής ενός άξονα με έναν άλλο άξονα, δενδρίτη, σώμα νευρώνων ή σωματικά κύτταρα. Αυτή η πολλαπλή διακλάδωση επιτρέπει πολλαπλή εννεύρωση και διπλασιασμό της μετάδοσης παλμών.
Η σύναψη είναι η θέση μετάδοσης των νευρικών παλμών
Οι συνάψεις είναι μοναδικοί σχηματισμοί νευρώνων όπου το σήμα μεταδίδεται μέσω ουσιών που ονομάζονται μεσολαβητές. Το δυναμικό δράσης (νευρική ώθηση) φτάνει στο τέλος της διαδικασίας - η πάχυνση του άξονα, η οποία ονομάζεται προσυναπτική περιοχή. Υπάρχουν πολλαπλά κυστίδια με μεσολαβητές (κυστίδια). Οι νευροδιαβιβαστές είναι βιολογικά ενεργά μόρια σχεδιασμένα να μεταδίδουν μια νευρική ώθηση (για παράδειγμα, ακετυλοχολίνη στις μυϊκές συνάψεις). Όταν ένα διαμεμβρανικό ρεύμα με τη μορφή δυναμικού δράσης φτάνει στη σύναψη, διεγείρει τις αντλίες της μεμβράνης και τα ιόντα ασβεστίου εισέρχονται στο κύτταρο. Ξεκινούν τη ρήξη των κυστιδίων, ο μεσολαβητής εισέρχεται στη συναπτική σχισμή και συνδέεται με τους υποδοχείς της μετασυναπτικής μεμβράνης του δέκτη ώθησης. Αυτή η αλληλεπίδραση ενεργοποιεί τις αντλίες νατρίου-καλίου της μεμβράνης και προκύπτει ένα νέο δυναμικό δράσης, πανομοιότυπο με το προηγούμενο.
Άξονας και κύτταρο στόχος
Στη διαδικασία της εμβρυογένεσης και της μεταεμβρυογένεσης του σώματος, οι νευρώνες αναπτύσσουν άξονες σε εκείνα τα κύτταρα που πρέπει να νευρωθούν από αυτούς. Και αυτή η ανάπτυξη είναι αυστηρά κατευθυνόμενη. Οι μηχανισμοί της νευρωνικής ανάπτυξης έχουν ανακαλυφθεί όχι πολύ καιρό πριν, και συχνά συγκρίνονται με έναν ιδιοκτήτη που οδηγεί ένα σκύλο με λουρί. Στην περίπτωσή μας, ο ξενιστής είναι το σώμα του νευρώνα, το λουρί είναι ο άξονας και ο σκύλος είναι το σημείο ανάπτυξης του άξονα με ψευδοπόδια (ψευδοπόδια). Ο προσανατολισμός και η κατεύθυνση της ανάπτυξης του άξονα εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Αυτός ο μηχανισμός είναι πολύπλοκος και σε μεγάλο βαθμό δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητός. Αλλά το γεγονός παραμένει - ο άξονας φτάνει ακριβώς στο κύτταρο στόχο του και οι διεργασίες του κινητικού νευρώνα, που είναι υπεύθυνος για το μικρό δάχτυλο, θα αναπτυχθούν στους μύες του μικρού δακτύλου.
Νόμοι του άξονα
Όταν διεξάγετε μια νευρική ώθηση κατά μήκος των αξόνων, λειτουργούν τέσσερις κύριοι νόμοι:
- Ο νόμος της ανατομικής και φυσιολογικής ακεραιότητας. Η αγωγή είναι δυνατή μόνο κατά μήκος ακέραιων διεργασιών νευρώνων. Οι βλάβες που προκαλούνται από αλλαγές στη διαπερατότητα της μεμβράνης (υπό την επίδραση φαρμάκων ή δηλητηρίων) ισχύουν επίσης για αυτόν τον κανόνα.
- Ο νόμος της απομόνωσης διέγερσης. Ένας άξονας - αγωγή μιας διέγερσης. Οι άξονες δεν μοιράζονται νευρικές ώσεις μεταξύ τους.
- Ο νόμος της μονομερούς εκμετάλλευσης. Ο άξονας διεξάγει την ώθηση είτε φυγοκεντρικά είτε κεντροκεντρικά.
- Ο νόμος της μη απώλειας. Αυτή είναι η ιδιότητα της μη μείωσης - όταν διεξάγετε μια ώθηση, δεν σταματά και δεν αλλάζει.
Ποικιλίες νευρώνων
Οι νευρώνες είναι αστρικοί, πυραμιδικοί, κοκκώδεις, σε σχήμα καλαθιού - μπορεί να είναι τέτοιοι στο σχήμα του σώματος. Με βάση τον αριθμό των διεργασιών, οι νευρώνες είναι: διπολικοί (ένας δενδρίτης και άξονας ο καθένας) και πολυπολικοί (ένας άξονας και πολλοί δενδρίτες). Από λειτουργικότητα, οι νευρώνες είναι αισθητηριακοί, plug-in και εκτελεστικοί (κινητήρας και κινητήρας). Διακρίνονται οι νευρώνες Golgi τύπου 1 και Golgi τύπου 2. Αυτή η ταξινόμηση βασίζεται στο μήκος της διεργασίας του νευράξονα. Ο πρώτος τύπος είναι όταν ο άξονας εκτείνεται πολύ πέρα από τη θέση του σώματος (πυραμιδικοί νευρώνες του εγκεφαλικού φλοιού). Ο δεύτερος τύπος - ο άξονας βρίσκεται στην ίδια ζώνη με το σώμα (παρεγκεφαλιδικοί νευρώνες).
