Двигуни нейрони передають збудження. Нейрофізіологія екзамен

Наш з вами спинний мозок - це найдавніше в еволюційному плані утворення нервової системи. З'являючись уперше у ланцетника, у процесі еволюції спинний мозок з його еферентними (руховими) та аферентними (чутливими) нейронами вдосконалювався. Але при цьому зберігав свої головні функції - провідну та регуляторну. Саме завдяки чутливим нейронам ми відсмикуємо руку від гарячої каструлі ще до появи болю. Про структуру цього органу центральної нервової системи та принципи його роботи йдеться у цій статті.

Такий вразливий, але дуже важливий

Цей м'який орган ховається усередині хребетного стовпа. Спинний мозок людини важить всього до 40 грамів, має довжину до 45 сантиметрів, а товщина його можна порівняти з мізинцем - всього 8 міліметрів у діаметрі. І, тим не менш, це керуючий центр складної мережі, яка розкинулася по всьому нашому тілу. Без нього зможе виконувати свої апарат і всі життєві органи нашого організму. Крім хребців спинний мозок захищають його оболонки. Зовнішня тверда оболонка, утворена щільною сполучною тканиною. У цій оболонці розташовані кровоносні судини та нерви. Крім того, саме в ній спостерігається найвища концентрація больових рецепторів в організмі людини. А ось у самому мозку таких рецепторів немає. Друга оболонка - павутинна, заповнена ліквором (спинномозковою рідиною). Остання оболонка – м'яка – щільно прилягає до мозку, пронизана кровоносними та лімфатичними судинами.

Декілька слів про нейрони

Структурною одиницею нервової тканини є нейрони. Цілком особливі клітини, головна функція яких - утворення і передача нервового імпульсу. Кожен нейрон має безліч коротких відростків – дендритів, які сприймають роздратування, та один довгий – аксон, який проводить нервовий імпульс лише в одному напрямку. Залежно від завдання і бувають чутливі та рухові. Нейрони проміжні або вставні - це своєрідні подовжувачі, які передають імпульс між іншими нейронами.

Будова спинного мозку

Починається спинний мозок із потиличного отвору черепа, закінчується в поперекових хребцях. Він складається з 31-33 сегментів, які не відокремлені один від одного: С1-С8 - шийні, Th1-Th12 - грудні, L1-L5 - поперекові, S1-S5 - крижові, Co1-Co3 - куприкові. Нижче в каналі хребта розташовані продовження нервів, зібрані в пучок і звані кінським хвостом (мабуть за зовнішню подібність), які іннервують нижні кінцівки та органи тазу. Кожен сегмент має дві пари корінців, які з'єднуються у 31 пару спинномозкових нервів. Два задніх (дорсальних) корінці утворені аксонами чутливих нейронів і мають потовщення - де знаходяться тіла цих нейронів. Два передні (вентральні) корінці утворені аксонами рухових нейронів.

Такі різні та важливі

У спинному мозку людини перебуває близько 13 мільйонів нервових клітин. Функціонально вони діляться на 4 групи:

Двигуни - утворюють передні роги та передні коріння.
Інтернейрони – утворюють задні роги. Тут знаходяться чутливі нейрони, в яких виникає різні подразнення (больові, тактильні, вібраційні, температурні).
Симпатичні та парасимпатичні нейрони – знаходяться у бічних рогах та утворюють передні коріння.
Асоціативні – це вже клітини головного мозку, які встановлюють зв'язок між сегментами спинного мозку.

Сірий метелик в оточенні білого

У центрі спинного мозку розташована сіра речовина, що утворює передні, задні та бічні роги. Це тіла нейронів. У спинальних гангліях розташовані чутливі нейрони, довгий відросток яких перебуває на периферії та закінчується рецептором, а короткий – у нейронах задніх рогів. Передні роги утворені аксони яких йдуть до скелетних м'язів. У бічних рогах розташовані нейрони вегетативної системи. Сіра речовина оточена білим - це нервові волокна, утворені аксонами висхідних і низхідних провідних шляхів. Перші чутливі нейрони розташовані в наступних сегментах: шийному С7, грудних Th1-Th12, поперекових L1-L3, крижових S2-S4. При цьому спинномозковий нерв з'єднує в один стовбур задні (чутливі) та передні (рухові) коріння. При цьому кожна пара спинномозкових нервів контролює певні частини тіла.

Як це працює

Розгалужені дендрити чутливих нейронів спинальних центрів вегетативної нервової системи закінчуються рецепторами, які є біологічні структури, у яких формується нервовий імпульс при контакті з конкретним подразником. Рецептори забезпечують вегетовісцеральну чутливість – сприймають роздратування від таких частин нашого тіла як кровоносні судини та серце, шлунково-кишковий тракт, печінку та підшлункову залозу, нирки та інші. По дендриту імпульс передається до тіла нейрона. Далі за аксонами аферентних (чутливих) нейронів надходить у спинний мозок, де утворюють синоптичні сполуки з дендритами еферентних (рухових) нейронів. Саме завдяки такому прямому контакту ми відсмикуємо руку від гарячої каструлі або праски ще до того, як наш головний командир - головний мозок - проаналізує больові відчуття, що виникли.

Підбиваємо підсумок

Всі наші автоматичні та рефлекторні дії відбуваються під наглядом саме спинного мозку. Виняток становлять лише ті, які контролює сам головний мозок. Наприклад, сприймаючи побачене з використанням очного нерва, що йде прямо в головний мозок, ми змінюємо кут зору за допомогою м'язів очного яблука, які контролюються спинним мозком. Плачемо ми, до речі, теж за наказом спинного мозку – слізними залозами «командує» саме він. Свідомі наші дії починаються в головному мозку, але як тільки вони стають автоматичними, їхній контроль переходить до спинного мозку. Можна сказати, що нашому допитливому мозку подобається вчитися. А коли він уже навчився, йому стає нудно і він віддає «княги правління» своєму більш давньому в еволюційному плані побратиму.

Здатність клітин реагувати на подразники зовнішнього світу – основний критерій живого організму. Структурні елементи нервової тканини – нейрони ссавців та людини – здатні трансформувати подразники (світло, запах, звукові хвилі) у процес збудження. Його кінцевий результат - адекватна реакція організму у відповідь різні впливу зовнішнього середовища. У цій статті ми вивчимо, яку функцію виконують нейрони головного мозку та периферичні відділи нервової системи, а також розглянемо класифікацію нейронів у зв'язку з особливостями їхнього функціонування в живих організмах.

Утворення нервової тканини

Перш ніж вивчати функції нейрона, давайте розберемося, як формуються клітини-нейроцити. На стадії нейрули у зародка закладається нервова трубка. Вона формується з ектодермального листка, що має потовщення нервової платівки. Розширений кінець трубки надалі сформує п'ять частин у вигляді мозкових пухирів. З них утворюються Основна частина нервової трубки в процесі зародкового розвитку формує від якого відходить 31 пара нервів.

Нейрони мозку об'єднуються, утворюючи ядра. З них виходить 12 пар черепно-мозкових нервів. В організмі людини нервова система диференціюється на центральний відділ – головний та спинний мозок, що складається з клітин-нейроцитів, та опорну тканину – нейроглію. Периферичний відділ складається із соматичної та вегетативної частини. Їхні нервові закінчення іннервують усі органи та тканини організму.

Нейрони – структурні одиниці нервової системи

Вони мають різні розміри, форму та властивості. Функції нейрона різноманітні: участь у освіті рефлекторних дуг, сприйняття подразнення із зовнішнього середовища, передача збудження до інших клітин. Від нейрона відходить кілька відростків. Довгий - аксон, короткі розгалужені і називаються дендритами.

Цитологічні дослідження виявили в тілі нервової клітини ядро з одним - двома ядерцями, добре сформовану ендоплазматичну мережу, безліч мітохондрій та потужний білоксинтезуючий апарат. Він представлений рибосомами та молекулами РНК та іРНК. Ці речовини утворюють специфічну структуру нейроцитів – субстанцію Ніссля. Особливість нервових клітин – велика кількість відростків сприяє тому, що основна функція нейрона – передача нервових імпульсів. Вона забезпечується як дендритами, і аксоном. Перші сприймають сигнали і передають їх у тіло нейроцита, а аксон - єдиний дуже довгий відросток, що проводить збудження до інших нервових клітин. Продовжуючи знаходити відповідь на запитання: яку функцію виконують нейрони звернемося до будови такої речовини, як нейроглія.

Структури нервової тканини

Нейроцити оточені особливою речовиною, якій притаманні опорні та захисні властивості. Він також характерна здатність до поділу. Ця сполука називається нейроглією.

Ця структура перебуває у зв'язку з нервовими клітинами. Так як головні функції нейрона - це генерація та проведення нервових імпульсів, то гліальні клітини виявляються під впливом процесу збудження та змінюють свої електричні характеристики. Крім трофічної та захисної функцій, глія забезпечує метаболічні реакції в нейроцитах та сприяє пластичності нервової тканини.

Механізм проведення збудження у нейронах

Кожна нервова клітина утворює кілька тисяч контактів коїться з іншими нейроцитами. Електричні імпульси, що є основою процесів збудження, передаються від тіла нейрона за аксоном, а він контактує з іншими структурними елементами нервової тканини або входить безпосередньо в робочий орган, наприклад, м'яз. Щоб встановити, яку функцію виконують нейрони, необхідно вивчити механізм передачі збудження. Він здійснюється аксонами. У рухових нервах вони покриті та називаються м'якотними. У них знаходяться безмієлінові відростки. За ними збудження має надійти до сусіднього нейроциту.

Що таке синапс

Місце контакту двох клітин називається синапс. Передача збудження у ньому відбувається або за допомогою хімічних речовин - медіаторів, або шляхом проходження іонів з одного нейрона до іншого, тобто електричними імпульсами.

Завдяки утворенню синапсів нейрони створюють сітчасту структуру стовбурової частини головного та відділів спинного мозку. Вона називається починається з нижньої частини довгастого мозку і захоплює ядра мозкового стовбура, або нейрони головного мозку. Сітчаста структура підтримує активний стан кори великих півкуль та керує рефлекторними актами спинного мозку.

Штучний інтелект

Ідея про синаптичні зв'язки між нейронами центральної нервової системи та вивчення функцій ретикулярної інформації в даний час втілена наукою у вигляді штучної нейронної мережі. У ній виходи однієї штучної нервової клітини пов'язані з входами інший спеціальними зв'язками, дублюючими своїми функціями реальні синапси. Функція активації нейрона штучного нейрокомп'ютера - це сумація всіх вхідних сигналів, що у штучну нервову клітину, перетворена на нелінійну функцію від лінійної складової. Її ще називають функцією спрацьовування (передавальною). При створенні штучного інтелекту найбільшого поширення набули лінійна, напівлінійна та крокова активаційні функції нейрона.

Аферентні нейроцити

Вони ще називаються чутливими і мають короткі відростки, які входять до клітин шкіри та всіх внутрішніх органів (рецептори). Сприймаючи роздратування довкілля, рецептори трансформують в процес збудження. Залежно від типу подразника, нервові закінчення поділяються на: терморецептори, механорецептори, ноцицептори. Таким чином, функції чутливого нейрона – це сприйняття подразників, їх розрізнення, генерація збудження та передача його в центральну нервову систему. Сенсорні нейрони входять у задні роги спинного мозку. Їхні тіла розташовуються у вузлах (гангліях), що знаходяться поза центральною нервовою системою. Так утворюються ганглії черепно-мозкових та спинномозкових нервів. Аферентні нейрони мають велику кількість дендритів, разом з аксоном і тілом є обов'язковим компонентом всіх рефлекторних дуг. Тому функції полягають як у передачі процесу збудження в головний та спинний мозок, так і в участі у освіті рефлексів.

Особливості інтернейрону

Продовжуючи вивчати властивості структурних елементів нервової тканини, з'ясуємо, яку функцію виконують вставні нейрони. Цей вид нервових клітин приймає біоелектричні імпульси від сенсорного нейроцита та передає їх:

а) іншими інтернейронами;

б) руховим нейроцитам.

Більшість інтернейронів мають аксони, кінцеві ділянки яких – терміналі, пов'язані з нейроцитами одного центру.

Вставний нейрон, функції якого - інтеграція збудження та поширення його далі у відділи центральної нервової системи, є обов'язковим компонентом більшості безумовно-рефлекторних та умовно-рефлекторних нервових дуг. Збудливі інтернейрони сприяють передачі сигналу між функціональними групами нейроцитів. Гальмівні вставні нервові клітини отримують збудження з власного центру зворотних зв'язків. Це сприяє тому, що вставний нейрон, функції якого – передача та тривале збереження нервових імпульсів, забезпечує активацію сенсорних спинномозкових нервів.

Функція рухового нейрона

Мотонейрон є завершальною структурною одиницею рефлекторної дуги. Він має велике тіло, укладене у передні роги спинного мозку. Ті нервові клітини, які іннервують, мають назви цих рухових елементів. Інші еферентні нейроцити входять у клітини залоз, що секретують, і викликають виділення відповідних речовин: секретів, гормонів. У мимовільних, тобто безумовно рефлекторних актах (ковтання, слиновиділення, дефекація) еферентні нейрони відходять від спинного мозку або від стовбурової частини головного мозку. Для виконання складних дій та рухів організм використовує два види відцентрових нейроцитів: центральний руховий та периферичний руховий. Тіло центрального мотонейрону знаходиться в корі головного мозку поблизу від роландової борозни.

Тіла периферичних рухових нейроцитів, що іннервують м'язи кінцівок, тулуба, шиї, розташовані в передніх рогах спинного мозку, а їх довгі відростки – аксони – виходять із передніх корінців. Вони утворюють моторні волокна 31 пари спинномозкових нервів. Периферичні рухові нейроцити, що іннервують м'язи обличчя, глотки, гортані, язика розташовуються в ядрах блукаючого, під'язичного та язикоглоткового черепно-мозкових нервів. Отже, головна функція рухового нейрона – безперешкодне проведення збудження до м'язів, секретуючих клітин та інших робочих органів.

Обмін речовин у нейроцитах

Головні функції нейрона – утворення біоелектричного та передача його іншим нервовим клітинам, м'язам, секретуючим клітинам – обумовлені особливостями будови нейроциту, а також специфічними реакціями обміну речовин. Цитологічні дослідження довели, що нейрони містять велику кількість мітохондрій, що синтезують молекули АТФ, розвинений гранулярний ретикулум з безліччю рибосомних частинок. Вони активно синтезують клітинні білки. Мембрана нервової клітини та її відростків - аксона і дендритів виконує функцію вибіркового транспорту молекул та іонів. Метаболічні реакції у нейроцитах протікають за участю різноманітних ферментів та характеризуються високою інтенсивністю.

Передача збудження у синапсах

Розглядаючи механізм проведення збудження в нейронах, ми ознайомилися із синапсами - утвореннями, що виникають у місці контакту двох нейроцитів. Порушення у першій нервовій клітині викликає утворення в колатералях її аксона молекул хімічних речовин – медіаторів. До них відносяться амінокислоти, ацетилхолін, норадреналіну. Виділяючись із бульбашок синоптичних закінчень у синоптичній щілині, він може впливати як на власну постсинаптичну мембрану, так і впливати на оболонки сусідніх нейронів.

Молекули нейромедіаторів є подразником для іншої нервової клітини, викликаючи в її мембрані зміни зарядів - потенціал дії. Таким чином, збудження швидко поширюється по нервових волокнах і досягає відділів центральної нервової системи або ж надходить у м'язи та залози, викликаючи їх адекватну дію.

Пластичність нейронів

Вченими встановлено, що в процесі ембріогенезу, а саме в стадії нейруляції, з ектодерма розвивається дуже велика кількість первинних нейронів. Близько 65% із них гинуть ще до моменту народження людини. Протягом онтогенезу деякі клітини мозку продовжують елімінувати. Це природний запрограмований процес. Нейроцити, на відміну епітеліальних чи сполучних клітин, нездатні до поділу і регенерації, оскільки гени, відповідальні за ці процеси, інактивовані в хромосомах людини. Проте мозок та розумова працездатність можуть зберігатися багато років, суттєво не знижуючись. Це тим, що функції нейрона, втрачені у процесі онтогенезу, беруть він інші нервові клітини. Їм доводиться посилювати свій обмін речовин та створювати нові додаткові нервові зв'язки, що компенсують втрачені функції. Це називається пластичністю нейроцитів.

Що відображається в нейронах

Наприкінці ХХ століття група італійських нейрофізіологів встановила цікавий факт: у нервових клітинах можливе дзеркальне відображення свідомості. Це означає, що у корі мозку формується фантом свідомості людей, із якими ми спілкуємося. Вхідні до дзеркальної системи нейрони виконують функції резонаторів розумової активності оточуючих людей. Тому людина здатна передбачати наміри співрозмовника. Структура таких нейроцитів забезпечує особливий психологічний феномен, званий емпатією. Він характеризується здатністю проникати у світ емоцій іншу людину і співпереживати її почуттям.

Ця клітина має складну будову, високо спеціалізована і за структурою містить ядро, тіло клітини та відростки. В організмі людини налічується понад сто мільярдів нейронів.

Огляд

Складність і різноманіття функцій нервової системи визначаються взаємодією між нейронами, яке, своєю чергою, є набір різних сигналів, переданих у межах взаємодії нейронів коїться з іншими нейронами чи м'язами і залозами. Сигнали випромінюються та поширюються за допомогою іонів, що генерують електричний заряд, який рухається вздовж нейрона.

Будова

Нейрон складається з тіла діаметром від 3 до 130 мкм, що містить ядро (з великою кількістю ядерних пір) та органели (у тому числі сильно розвинений шорсткий ЕПР з активними рибосомами, апарат Гольджі), а також з відростків. Виділяють два види відростків: дендрити та . Нейрон має розвинений і складний цитоскелет, що проникає у його відростки. Цитоскелет підтримує форму клітини, його нитки служать «рейками» для транспорту органел і упакованих у мембранні бульбашки речовин (наприклад, нейромедіаторів). Цитоскелет нейрона складається з фібрил різного діаметра: Мікротрубочки (Д = 20-30 нм) - складаються з білка тубуліна і тягнуться від нейрона за аксоном, аж до нервових закінчень. Нейрофіламенти (Д = 10 нм) – разом із мікротрубочками забезпечують внутрішньоклітинний транспорт речовин. Мікрофіламенти (Д = 5 нм) - складаються з білків актину і міозину, особливо виражені в нервових відростках, що ростуть, і в . У тілі нейрона виявляється розвинений синтетичний апарат, гранулярна ЕПС нейрона забарвлюється базофільно і відома під назвою «Тигроїд». Тигроїд проникає в початкові відділи дендритів, але знаходиться на помітній відстані від початку аксона, що служить гістологічним ознакою аксона.

Розрізняється антероградний (від тіла) та ретроградний (до тіла) аксонний транспорт.

Дендрити та аксон

Аксон - зазвичай довгий відросток, пристосований щодо тіла нейрона. Дендрити - як правило, короткі і сильно розгалужені відростки, що служать головним місцем утворення впливають на нейрон збуджуючих та гальмівних синапсів (різні нейрони мають різне співвідношення довжини аксона та дендритів). Нейрон може мати кілька дендритів і зазвичай лише один аксон. Один нейрон може мати зв'язки з багатьма (до 20 тисяч) іншими нейронами.

Дендрити діляться дихотомічно, аксони ж дають колатералі. У вузлах розгалуження зазвичай зосереджені мітохондрії.

Дендрити немає мієлінової оболонки, аксони можуть її мати. Місцем генерації збудження у більшості нейронів є аксонний горбок - освіта у місці відходження аксона від тіла. У всіх нейронів ця зона називається тригерною.

Сінапс(грец. σύναψις, від συνάπτειν - обіймати, охоплювати, тиснути руку) - місце контакту між двома нейронами або між нейроном і ефекторною клітиною, що отримує сигнал. Служить передачі між двома клітинами, причому у ході синаптичної передачі амплітуда і частота сигналу можуть регулюватися. Одні синапсивикликають деполяризацію нейрона, інші - гіперполяризацію; перші є збуджуючими, другі - гальмівними. Зазвичай для збудження нейрона необхідне подразнення від кількох збудливих синапсів.

Термін був запроваджений у 1897 р. англійським фізіологом Чарльзом Шеррінгтоном.

Класифікація

Структурна класифікація

На підставі числа та розташування дендритів та аксону нейрони діляться на безаксонні, уніполярні нейрони, псевдоуніполярні нейрони, біполярні нейрони та мультиполярні (багато дендритних стовбурів, зазвичай еферентні) нейрони.

Безаксонні нейрони- невеликі клітини, згруповані поблизу міжхребцевих гангліях, які мають анатомічних ознак поділу відростків на дендрити і аксоны. Усі відростки у клітини дуже схожі. Функціональне призначення безаксонних нейронів слабо вивчене.

Уніполярні нейрони- нейрони з одним відростком, присутні, наприклад, у сенсорному ядрі трійчастого нерва в .

Біполярні нейрони- нейрони, що мають один аксон і один дендрит, розташовані в спеціалізованих сенсорних органах - сітківці ока, нюховому епітелії та цибулині, слуховому та вестибулярному гангліях.

Мультиполярні нейрони- нейрони з одним аксоном та декількома дендритами. Цей вид нервових клітин переважає в.

Псевдоуніполярні нейрони- є унікальними у своєму роді. Від тіла відходить один відросток, який одразу ж Т-подібно ділиться. Весь цей єдиний тракт покритий мієлінової оболонкою і структурно є аксоном, хоча по одній з гілок збудження йде не від, а до тіла нейрона. Структурно дендритами є розгалуження на кінці цього (периферичного) відростка. Тригерною зоною є початок цього розгалуження (тобто знаходиться поза тілом клітини). Такі нейрони зустрічаються у спинальних гангліях.

Функціональна класифікація

За становищем в рефлекторної дузі розрізняють аферентні нейрони (чутливі нейрони), еферентні нейрони (частина їх називається руховими нейронами, іноді це дуже точне назва поширюється всю групу еферентів) і інтернейрони (вставкові нейрони).

Аферентні нейрони(чутливий, сенсорний чи рецепторний). До нейронів даного типу відносяться первинні клітини та псевдоуніполярні клітини, у яких дендрити мають вільні закінчення.

Еферентні нейрони(Ефекторний, руховий або моторний). До нейронів даного типу відносяться кінцеві нейрони – ультиматні та передостанні – не ультиматні.

Асоціативні нейрони(вставні або інтернейрони) - група нейронів здійснює зв'язок між еферентними та аферентними, їх ділять на інтризитні, комісуральні та проекційні.

Секреторні нейрони- нейрони, що секретують високоактивні речовини (нейрогормони). Вони добре розвинений комплекс Гольджі, аксон закінчується аксовазальными синапсами.

Морфологічна класифікація

Морфологічне будова нейронів різноманітне. У зв'язку з цим при класифікації нейронів застосовують кілька принципів:

враховують розміри та форму тіла нейрона;
кількість та характер розгалуження відростків;
довжину нейрона та наявність спеціалізованих оболонок.

За формою клітини нейрони можуть бути сферичними, зернистими, зірчастими, пірамідними, грушоподібними, веретеноподібними, неправильними і т. д. Розмір тіла нейрона варіює від 5 мкм у малих зернистих клітин до 120-150 мкм у гігантських пірамідних нейронів. Довжина нейрона в людини становить від 150 до 120 мкм см.

За кількістю відростків виділяють такі морфологічні типи нейронів:

уніполярні (з одним відростком) нейроцити, присутні, наприклад, в сенсорному ядрі трійчастого нерва;
псевдоуніполярні клітини, згруповані поблизу міжхребцевих гангліях;
біполярні нейрони (мають один аксон і один дендрит), розташовані в спеціалізованих сенсорних органах - сітківці ока, нюховому епітелії та цибулині, слуховому та вестибулярному гангліях;
мультиполярні нейрони (мають один аксон і кілька дендритів), що переважають у ЦНС.

Розвиток та зростання нейрона

Нейрон розвивається із невеликої клітини-попередниці, яка перестає ділитися ще до того, як випустить свої відростки. (Однак, питання розподілі нейронів нині залишається дискусійним) Як правило, першим починає зростати аксон, а дендрити утворюються пізніше. На кінці відростка нервової клітини, що розвивається, з'являється потовщення неправильної форми, яке, мабуть, і прокладає шлях через навколишню тканину. Це потовщення називається конусом зростання нервової клітини. Він складається із сплощеної частини відростка нервової клітини з безліччю тонких шипиків. Мікрошипики мають товщину від 0,1 до 0,2 мкм і можуть досягати 50 мкм у довжину, широка та плоска область конуса зростання має ширину та довжину близько 5 мкм, хоча форма її може змінюватися. Проміжки між мікрошипи конуса росту покриті складчастою мембраною. Мікрошипики знаходяться в постійному русі - деякі втягуються в конус росту, інші подовжуються, відхиляються в різні боки, торкаються субстрату і можуть прилипати до нього.

Конус росту заповнений дрібними, іноді з'єднаними один з одним, мембранними пухирцями неправильної форми. Безпосередньо під складчастими ділянками мембрани та в шипиках знаходиться щільна маса переплутаних актинових філаментів. Конус росту містить також мітохондрії, мікротрубочки та нейрофіламенти, що є в тілі нейрона.

Ймовірно, мікротрубочки та нейрофіламенти подовжуються головним чином за рахунок додавання новостворених синтезованих субодиниць у підстави відростка нейрона. Вони просуваються зі швидкістю близько міліметра за добу, що відповідає швидкості повільного аксонного транспорту в зрілому нейроні. Оскільки приблизно така і середня швидкість просування конуса зростання, можливо, що під час зростання відростка нейрона в його далекому кінці не відбувається ні збирання, ні руйнування мікротрубочок та нейрофіламентів. Новий мембранний матеріал додається, мабуть, до закінчення. Конус росту - це область швидкого екзоцитозу і ендоцитозу, про що свідчить безліч бульбашок, що знаходяться тут. Дрібні мембранні бульбашки переносяться відростком нейрона від тіла клітини до конуса росту з потоком швидкого аксонного транспорту. Мембранний матеріал, мабуть, синтезується в тілі нейрона, переноситься до конуса росту у вигляді бульбашок і включається тут у плазматичну мембрану шляхом екзоцитозу, подовжуючи таким чином відросток нервової клітини.

Зростанню аксонів і дендритів зазвичай передує фаза міграції нейронів, коли незрілі нейрони розселяються і знаходять собі місце.

Останнє оновлення: 10/10/2013

Науково-популярна стаття про нервові клітини: будову, подібність та розходження нейронів з іншими клітинами, принцип передачі електричних та хімічних імпульсів.

Нейрон- Це нервова клітина, що є основним будівельним блоком для нервової системи. Нейрони багато в чому схожі з іншими клітинами, але є одна важлива відмінність нейрона від інших клітин: нейрони спеціалізуються на передачі інформації по всьому тілу.

Ці вузькоспеціалізовані клітини здатні на передачу інформації і хімічним, і електричним шляхом. Існує також кілька різних видів нейронів, що виконують різні функції людського тіла.

Сенсорні (чутливі) нейрони доносять інформацію, що надходить із клітин сенсорних рецепторів у мозок. Моторні (рухові) нейрони передають команди від мозку до м'язів. Інтернейрони (вставні нейрони) здатні повідомляти інформацію між різними нейронами у тілі.

Нейрони в порівнянні з іншими клітинами нашого тіла

Подібності з іншими клітинами:

Нейрони, як і інші клітини, мають ядро, що містить генетичну інформацію.
Нейрони та інші клітини оточені оболонкою, що захищає клітину.
У клітинних тілах нейронів та інших клітин містяться органели, що підтримують життя клітини: мітохондрії, апарат Гольджі та цитоплазма.

Відмінності, які роблять нейрони унікальними

На відміну від інших клітин, нейрони перестають відтворюватися невдовзі після народження. Тому деякі відділи мозку мають більше нейронів при народженні, ніж потім, тому що нейрони гинуть, але не переміщаються. Незважаючи на те, що нейрони не розмножуються, вченими було доведено, що нові зв'язки між нейронами з'являються протягом усього життя.

У нейронів є мембрана, яка створена для того, щоб надсилати інформацію в інші клітини. - це спеціальні пристрої, що передають та сприймають інформацію. Міжклітинні зв'язки називаються синапсами. Нейрони випускають хімічні сполуки (нейромедіатори або нейротрансмітери) в синапси для комунікації з іншими нейронами.

Будова нейрона

Нейрон має лише три основні частини: аксон, клітинне тіло та дендрити. Однак, усі нейрони трохи різняться за формою, розміром та характеристиками залежно від ролі та функції нейрона. В одних нейронів всього кілька гілок дендритів, інші сильно розгалужуються для того, щоб отримувати велику кількість інформації. В одних нейронів короткі аксони, в інших можуть бути досить довгими. Найдовший аксон у людському тілі тягнеться від нижньої частини хребта до великого пальця ноги, його довжина – приблизно 0,91 метра (3 фути)!

Більше про будову нейрона

Потенціал дії

Як нейрони посилають та сприймають інформацію? Щоб нейрони повідомлялися, їм необхідно передавати інформацію і в нейроні, і від нейрона до наступного нейрона. Для цього процесу використовують і електричні сигнали, і хімічні передавачі.

Дендрити сприймають інформацію від сенсорних рецепторів чи інших нейронів. Потім ця інформація надсилається в клітинне тіло та на аксон. Як тільки ця інформація залишає аксон, вона пересувається по всій довжині аксона за допомогою електричного сигналу, що називається потенціал дії.

Зв'язок між синапсами

Відразу як електричний імпульс досягає аксона, інформація повинна бути подана дендритам прилеглого нейрона через синаптичну щілину. У деяких випадках, електричний сигнал може подолати щілину між нейронами майже миттєво і продовжити свій рух.

В інших випадках нейромедіаторам потрібно передати інформацію від одного нейрона до наступного. Нейромедіатори – це хімічні передавачі, які випускаються з аксонів для перетину синаптичної щілини та досягають рецепторів інших нейронів. У процесі, що називається «зворотне захоплення», нейромедіатори прикріплюються до рецептора і абсорбуються нейроном для повторного використання.

Нейромедіатори

Це є невід'ємною частиною нашого щоденного функціонування. Поки що достеменно невідомо скільки існує нейромедіаторів, але вчені знайшли вже понад сотню цих хімічних передавачів.

Який ефект кожен з нейромедіаторів має на тіло? Що трапляється, коли хвороба чи медичні препарати стикаються із цими хімічними передавачами? Перелічимо деякі головні нейромедіатори, їх відомі ефекти та захворювання, пов'язані з ними.

Взагалі, залежно від покладених на нейрони завдань і обов'язків, вони поділяються на три категорії:

- Сенсорні (чутливі) нейрониприймають та передають імпульси від рецепторів «в центр», тобто. центральну нервову систему. Причому самі рецептори - це спеціально навчені клітини органів чуття, м'язів, шкіри та суглобів, які вміють виявляти фізичні або хімічні зміни всередині та зовні нашого організму, перетворювати їх на імпульси і радісно передавати їх сенсорним нейронам. Таким чином, сигнали йдуть від периферії до центру.

Наступний тип:

- Моторні (рухові) нейрони,які урча, фирча і бибикая, несуть сигнали, які з головного чи спинного мозку, до виконавчих органів, якими є м'язи, залози тощо. Ага, отже, сигнали йдуть від центру до периферії.

Ну а проміжні (вставні) нейрони,простими словами, є «подовжувачами», тобто. отримують сигнали від сенсорних нейронів і посилають ці імпульси далі до інших проміжних нейронів, або відразу до моторних нейронів.

Загалом і в цілому ось що виходить: у сенсорних нейронів дендрити пов'язані з рецепторами, а аксони - коїться з іншими нейронами (вставочними). У рухових нейронів навпаки, дендрити пов'язані коїться з іншими нейронами (вставочними), а аксоны - з якимось ефектором, тобто. стимулятором скорочення якогось м'яза або секреції залози. Ну а, відповідно, у вставних нейронів і дендрити та аксони поєднуються з іншими нейронами.

Виходить що найпростіший шлях, яким може йти нервовий імпульс, буде складатися з трьох нейронів: одного сенсорного, одного вставного і одного моторного.

Ага, а давайте тепер згадаємо дядька - дуже «нервового патолога», з єхидною посмішкою, що стукає своїм «чарівним» молоточком по коліну. Знайомо? Ось, це і є найпростіший рефлекс: коли він ударяє по колінному сухожиллю, прикріплений до нього м'яз розтягується і сигнал від чутливих клітин (рецепторів), що знаходяться в ній, передається по сенсорних нейронів в спинний мозок. А вже в ньому сенсорні нейрони контактують або через вставні, або безпосередньо з моторними нейронами, які у відповідь посилають імпульси назад у той самий м'яз, змушуючи його скорочуватися, а ногу - розпрямлятися.

Сам спинний мозок зручно примостився всередині нашого хребта. Він м'який і вразливий, тому й ховається у хребцях. Спинний мозок всього 40-45 сантиметрів у довжину, з мізинцем завтовшки (близько 8 мм) і важить якихось 30 грам! Але, незважаючи на всю свою кволість, спинний мозок є керуючим центром складної мережі нервів, розкинутої по тілу. Практично як центр управління польотами! :) Без нього ні опорно-руховий апарат, ні основні життєві органи ну ніяк не можуть діяти та працювати.

Свій початок спинний мозок бере на рівні краю потиличного отвору черепа, а закінчується на рівні першого-другого поперекових хребців. А ось вже нижче спинного мозку в хребетному каналі знаходиться такий густий пучок нервових корінців, що прикольно називається кінським хвостом, мабуть за схожість з ним. Так ось, кінський хвіст - це продовження нервів, що виходять із спинного мозку. Вони за іннервацію нижніх кінцівок і органів тазу, тобто. передають сигнали від спинного мозку до них.

Спинний мозок оточений трьома оболонками: м'якою, павутинною та твердою. А простір між м'якою та павутинною оболонками заповнено ще й великою кількістю спинномозкової рідини. Через міжхребцеві отвори від спинного мозку відходять спинномозкові нерви: 8 пар шийних, 12 грудних, 5 поперекових, 5 крижових та 1 або 2 куприкових. Чому пара? Та тому, що спинномозковий нерв виходить двома корінцями: заднім (чутливим) та переднім (руховим), з'єднаними в один стовбур. Так ось кожна така пара контролює певну частину тіла. Тобто, наприклад, якщо ви ненароком схопилися за гарячу каструлю (не дай бог! Тьху-тьху-тьху!), то в закінченнях чутливого нерва відразу виникає больовий сигнал, що відразу ж надходить у спинний мозок, і вже звідти - в парний руховий нерв, який і передає наказ: «Ахтунг-ахтунг! Негайно прибрати руку! Причому, повірте, це відбувається дуже швидко ще до того, як головний мозок зареєструє больовий імпульс. У результаті ви встигаєте відсмикнути руку від каструлі ще до того, як відчуєте біль. Звичайно ж, така реакція рятує нас від тяжких опіків чи інших ушкоджень.

Взагалі, практично всі наші автоматичні та рефлекторні дії контролюються спинним мозком, ну за винятком тих, за якими стежить сам головний мозок. Ну, ось, наприклад: ми сприймаємо побачене за допомогою очного нерва, що йде в головний мозок, і в той же час звертаємо свій погляд у різні сторони за допомогою м'язів очей, які керуються вже спинним мозком. Та й плачемо ми те саме за наказом спинного мозку, який «завідує» слізними залозами.

Можна сказати, що наші свідомі дії йдуть від головного мозку, але як тільки ці дії ми починаємо виконувати вже автоматично та рефлекторно – вони передаються у ведення спинного мозку. Отже, коли ми тільки вчимося щось робити, то, звичайно, свідомо обмірковуємо і продумуємо і осмислюємо кожен рух, а значить, використовуємо головний мозок, але згодом ми вже можемо робити це автоматично, і це означає, що головний мозок передає «книги правління» цією дією спинному, просто йому вже стало нудно і нецікаво ... тому як наш головний мозок дуже допитливий, допитливий і любить вчитися!

Ну ось, настав і нам час поцікавитися.