היכולת של תאים להגיב לגירויים מהעולם החיצון היא הקריטריון העיקרי של אורגניזם חי. המרכיבים המבניים של רקמת העצבים - הנוירונים של יונקים ובני אדם - מסוגלים להפוך גירויים (אור, ריח, גלי קול) לתהליך של עירור. התוצאה הסופית שלו היא תגובה נאותה של הגוף בתגובה להשפעות סביבתיות שונות. במאמר זה, נלמד את תפקודם של הנוירונים של המוח והחלקים ההיקפיים של מערכת העצבים, וכן נשקול את סיווג הנוירונים בקשר עם המוזרויות של תפקודם באורגניזמים חיים.
היווצרות רקמת עצב
לפני שנלמד את הפונקציות של נוירון, בואו נסתכל כיצד נוצרים תאי נוירוציטים. בשלב הנוירולה, הצינור העצבי מונח בעובר. הוא נוצר מהאקטודרמילעלה עם עיבוי - הצלחת העצבית. הקצה המורחב של הצינור יהווה מאוחר יותר חמישה חלקים בצורה של בועות מוח. הם מהווים חלקים מהמוח. החלק העיקרי של הצינור העצבי בתהליך ההתפתחות העובר יוצר את חוט השדרה, ממנו יוצאים 31 זוגות עצבים.
הנוירונים של המוח מתחברים ויוצרים גרעינים. 12 זוגות של עצבי גולגולת יוצאים מהם. בגוף האדם, מערכת העצבים מובחנת למקטע המרכזי - המוח וחוט השדרה, המורכב מתאי נוירוציטים, והרקמה התומכת - נוירוגליה. הקטע ההיקפי מורכב מהחלקים הסומטיים והוגטטיביים. קצות העצבים שלהם מעירים את כל האיברים והרקמות של הגוף.
נוירונים הם יחידות מבניות של מערכת העצבים
יש להם גדלים, צורות ומאפיינים שונים. הפונקציות של נוירון מגוונות: השתתפות ביצירת קשתות רפלקס, תפיסת גירוי מהסביבה החיצונית, העברה של העירור שנוצר לתאים אחרים. לנוירון יש כמה ענפים. הארוך הוא אקסון, הקצרים מסתעפים ונקראים דנדריטים.
מחקרים ציטולוגיים חשפו בגופו של תא עצב גרעין עם נוקלאולי אחד או שניים, רשת אנדופלזמית בצורת היטב, מיטוכונדריות רבות ומנגנון רב עוצמה לסינתזה של חלבונים. הוא מיוצג על ידי ריבוזומים ומולקולות RNA ו-mRNA. חומרים אלו יוצרים מבנה ספציפי של נוירוציטים - החומר של ניסל. המוזרות של תאי עצב - מספר רב של תהליכים תורם לעובדה שהתפקיד העיקרי של הנוירון הוא העברת עצביםדחפים. הוא מסופק הן על ידי הדנדריטים והן על ידי האקסון. הראשונים קולטים אותות ומעבירים אותם לגוף הנוירוציט, והאקסון, התהליך הארוך מאוד היחיד, מוליך עירור לתאי עצב אחרים.בהמשך למצוא את התשובה לשאלה: איזה תפקיד ממלאים הנוירונים, הבה נפנה אל המבנה של חומר כמו neuroglia.
מבני רקמות עצבים
נוירוציטים מוקפים בחומר מיוחד בעל תכונות תומכות ומגינות. יש לו גם יכולת פיצול אופיינית. חיבור זה נקרא neuroglia.
מבנה זה נמצא בקשר הדוק עם תאי עצב. מאחר שתפקידיו העיקריים של נוירון הם יצירה והולכה של דחפים עצביים, תאי גליה מושפעים מתהליך העירור ומשנים את המאפיינים החשמליים שלהם. בנוסף לתפקודים טרופיים ומגן, גליה מספקת תגובות מטבוליות בנוירוציטים ותורמת לפלסטיות של רקמת העצבים.
מנגנון של הולכת עירור בנוירונים
כל תא עצב יוצר כמה אלפי מגע עם נוירוציטים אחרים. דחפים חשמליים, שהם הבסיס לתהליכי עירור, מועברים מגוף הנוירון לאורך האקסון, והוא יוצר קשר עם אלמנטים מבניים אחרים של רקמת העצבים או נכנס ישירות לאיבר העבודה, למשל, לתוך השריר. כדי לקבוע איזו תפקוד נוירונים מבצעים, יש צורך ללמוד את מנגנון העברת העירור. זה מבוצע על ידי אקסונים. בעצבים מוטוריים, הם מכוסים במעטפת מיאלין ונקראים עיסתיים. בצמחימערכת העצבים הם תהליכים ללא מיאלין. דרכם, עירור צריך להיכנס לנוירוציט השכן.
מהי סינפסה
המקום שבו שני תאים נפגשים נקרא סינפסה. העברת העירור בו מתרחשת או בעזרת חומרים כימיים - מתווכים, או על ידי העברת יונים מנוירון אחד למשנהו, כלומר על ידי דחפים חשמליים.
עקב היווצרות סינפסות, נוירונים יוצרים מבנה רשת של חלק הגזע של המוח וחוט השדרה. זה נקרא היווצרות רשתית, מתחילה מהחלק התחתון של המדולה אולונגאטה ולוכדת את הגרעינים של גזע המוח, או נוירוני המוח. מבנה הרשת שומר על המצב הפעיל של קליפת המוח ומכוון את פעולות הרפלקס של חוט השדרה.
בינה מלאכותית
הרעיון של קשרים סינפטיים בין נוירונים של מערכת העצבים המרכזית וחקר הפונקציות של מידע רטיקולרי מגולם כיום על ידי המדע בצורה של רשת עצבית מלאכותית. בו, הפלטים של תא עצב מלאכותי אחד מחוברים לכניסות של אחר באמצעות חיבורים מיוחדים המשכפלים סינפסות אמיתיות בתפקודיהם. פונקציית ההפעלה של נוירון של מחשב עצבי מלאכותי היא סיכום כל אותות הקלט הנכנסים לתא העצב המלאכותי, המומרים לפונקציה לא ליניארית של הרכיב הליניארי. זה נקרא גם פונקציית ההפעלה (העברה). בעת יצירת בינה מלאכותית, הנפוצות ביותר הן פונקציות הפעלה ליניאריות, חצי לינאריות ושלביות.נוירון.
נוירוציטים אפרנטיים
הם נקראים גם רגישים ובעלי תהליכים קצרים הנכנסים לתאי העור ולכל האיברים הפנימיים (קולטנים). כשהקולטנים תופסים את הגירוי של הסביבה החיצונית, הופכים אותם לתהליך של עירור. בהתאם לסוג הגירוי, קצות העצבים מחולקים ל: תרמורצפטורים, מכנורצפטורים, נוציצפטורים. לפיכך, תפקידיו של נוירון רגיש הם תפיסת הגירויים, ההבחנה שלהם, יצירת עירור והעברתו למערכת העצבים המרכזית. נוירונים תחושתיים נכנסים לקרני הגב של חוט השדרה. גופם ממוקם בצמתים (גנגליות) הממוקמים מחוץ למערכת העצבים המרכזית. כך נוצרים הגרעינים של עצבי הגולגולת והעמוד השדרה. לנוירונים אפרנטיים יש מספר רב של דנדריטים; יחד עם האקסון והגוף, הם מרכיב חיוני בכל קשתות הרפלקס. לכן, תפקידיו של נוירון רגיש מורכבים הן בהעברת תהליך העירור למוח ולחוט השדרה, והן בהשתתפות ביצירת רפלקסים.
תכונות של האינטרנורון
ממשיכים לחקור את המאפיינים של האלמנטים המבניים של רקמת העצבים, בואו נגלה איזו תפקיד ממלאים אינטרנוירונים. סוג זה של תאי עצב מקבל דחפים ביו-חשמליים מהנויירוציט החושי ומעביר אותם:
a) אינטרנוירונים אחרים;
b) נוירוציטים מוטוריים.
לרוב האינטרנוירונים יש אקסונים, שחלקי הקצה שלהם הם טרמינלים, המחוברים לנוירוציטים של מרכז אחד.
הנוירון הבין-קלואלי, שתפקידיו הם שילוב של עירור והפצה שלו הלאה לחלקי מערכת העצבים המרכזית, הם מרכיב חיוני ברוב קשתות הרפלקס הבלתי מותנה וקשתות העצבים הרפלקסים המותנים. אינטרנוירונים מעוררים מקדמים העברת אותות בין קבוצות פונקציונליות של נוירוציטים. תאי עצב בין-קלורית מעכבים מקבלים עירור מהמרכז שלהם באמצעות משוב. זה תורם לעובדה שהנוירון הבין-קלורי, שתפקידיו הם העברה ושימור ארוך טווח של דחפים עצביים, מבטיח את ההפעלה של עצבי עמוד השדרה התחושתיים.
פונקציית נוירון מוטורי
Motoneuron הוא היחידה המבנית הסופית של קשת הרפלקס. יש לו גוף גדול סגור בקרניים הקדמיות של חוט השדרה. לאותם תאי עצב שמעצבבים את שרירי השלד יש את השמות של האלמנטים המוטוריים הללו. נוירוציטים efferent אחרים נכנסים לתאי הפרשת הבלוטות וגורמים לשחרור חומרים מתאימים: סודות, הורמונים. בפעולות רפלקס בלתי רצוניות (בליעה, ריור, עשיית צרכים), נוירונים עזים יוצאים מחוט השדרה או מגזע המוח. לביצוע פעולות ותנועות מורכבות, הגוף משתמש בשני סוגים של נוירוציטים צנטריפוגליים: מוטורי מרכזי ומנוע היקפי. הגוף של הנוירון המוטורי המרכזי ממוקם בקליפת המוח, ליד סולקוס רולנד.
הגופים של נוירוציטים מוטוריים היקפיים המעצבבים את שרירי הגפיים, הגזע, הצוואר,ממוקם בקרניים הקדמיות של חוט השדרה, והתהליכים הארוכים שלהם - אקסונים - יוצאים מהשורשים הקדמיים. הם יוצרים סיבים מוטוריים של 31 זוגות של עצבי עמוד השדרה. נוירוציטים מוטוריים היקפיים המעצבבים את שרירי הפנים, הלוע, הגרון והלשון ממוקמים בגרעיני הוואגוס, ההיפוגלוסלי והעצבים הגולגולתיים הלועיים. לכן, תפקידו העיקרי של הנוירון המוטורי הוא הולכה ללא הפרעה של עירור לשרירים, לתאים מפרישים ולאיברים עובדים אחרים.
מטבוליזם בנוירוציטים
הפונקציות העיקריות של נוירון - היווצרות פוטנציאל פעולה ביו-אלקטרי והעברתו לתאי עצב אחרים, שרירים, תאים מפרישים - נובעים מהמאפיינים המבניים של הנוירוציט, כמו גם מתגובות מטבוליות ספציפיות. מחקרים ציטולוגיים הראו כי נוירונים מכילים מספר רב של מיטוכונדריות המסנתזות מולקולות ATP, רשת גרגירית מפותחת עם חלקיקים ריבוזומליים רבים. הם מסנתזים חלבונים תאיים באופן פעיל. קרום תא העצב ותהליכיו - האקסון והדנדריטים - מבצעים את הפונקציה של הובלה סלקטיבית של מולקולות ויונים. תגובות מטבוליות בנוירוציטים מתרחשות בהשתתפות אנזימים שונים ומאופיינות בעוצמה גבוהה.
שידור ריגוש בסינפסות
בהתחשב במנגנון הולכת עירור בנוירונים, התוודענו לסינפסות - תצורות המתרחשות בנקודת המגע של שני נוירוציטים. עירור בתא העצב הראשון גורם להיווצרות מולקולות של חומרים כימיים - מתווכים - בביטחונות של האקסון שלו. אלו כולליםחומצות אמינו, אצטילכולין, נוראדרנלין. משוחרר מהשלפוחיות של סיומות סינופטיים במסוע הסינופטי, הוא יכול להשפיע גם על הממברנה הפוסט-סינפטית שלו וגם להשפיע על הקליפות של נוירונים שכנים.
מולקולות של נוירוטרנסמיטר משמשות כמגרה לתא עצב אחר, וגורמות לשינויים במטענים בממברנה שלו - פוטנציאל פעולה. כך, העירור מתפשט במהירות לאורך סיבי העצבים ומגיע לחלקי מערכת העצבים המרכזית או חודר לשרירים ולבלוטות, וגורם לפעולתם המתאימה.
פלסטיות נוירונים
מדענים גילו שבתהליך העובר, כלומר בשלב העצב, מתפתח מספר גדול מאוד של נוירונים ראשוניים מהאקטודרם. כ-65% מהם מתים לפני לידת אדם. במהלך האנטוגנזה, חלק מתאי המוח ממשיכים להתבטל. זהו תהליך מתוכנת טבעי. נוירוציטים, בניגוד לתאי אפיתל או חיבור, אינם מסוגלים להתחלק ולהתחדש, מאחר והגנים האחראים על תהליכים אלה אינם מופעלים בכרומוזומים אנושיים. עם זאת, ניתן לשמור על המוח ועל הביצועים הנפשיים במשך שנים רבות מבלי לרדת משמעותית. זה מוסבר על ידי העובדה שתפקידי הנוירון, שאבדו בתהליך האונטוגנזה, משתלטים על ידי תאי עצב אחרים. הם צריכים להגביר את חילוף החומרים שלהם וליצור קשרי עצבים נוספים שמפצים על התפקודים האבודים. תופעה זו נקראת פלסטיות נוירוציטים.
מהמשתקף בנוירונים
בסוף המאה ה-20, קבוצה של נוירופיזיולוגים איטלקיים קבעה עובדה מעניינת: השתקפות מראה של התודעה אפשרית בתאי עצב. המשמעות היא שבקליפת המוח נוצר פנטום של התודעה של האנשים איתם אנו מתקשרים. הנוירונים הכלולים במערכת המראה פועלים כהודים לפעילות הנפשית של האנשים שמסביב. לכן, אדם מסוגל לחזות את כוונותיו של בן השיח. המבנה של נוירוציטים כאלה מספק גם תופעה פסיכולוגית מיוחדת הנקראת אמפתיה. הוא מאופיין ביכולת לחדור לעולם הרגשות של אדם אחר ולהזדהות עם רגשותיו.
