Kuidas neuronid töötavad?

Populaarses kultuuris on laialt teada, et neuronid on rakud, mis toimivad a omamoodi sõnumitoojad, kes saadavad teavet kogu meie süsteemis edasi-tagasi närviline.

Kuidas töötavad neuronid, mis on meie aju põhiline funktsionaalne üksus, seljaaju ja närvid, on tänase artikli teema. Uurime, kuidas need loodusinseneri keerukad tööd toimivad.

• Seotud artikkel: "Neuronite tüübid: omadused ja funktsioonid"

Kuidas neuronid töötavad? Ülevaade

Neuronid on närvisüsteemi osaks olevad rakud, mis on selle põhiline funktsionaalne üksus. Nende rakkude põhiülesanne on teabe vastuvõtmine ja edastamine elektriliste impulsside kujul piki neuronitest koosnevat keerulist võret või võrku, mis moodustab süsteemi närvisüsteem, nii kesknärvisüsteem (KNS), mis koosneb seljaajust ja ajust, kui ka perifeerne (SNP), mis koosneb närvid.

On selge, et selle määratluse põhjal ei saaks närvisüsteem toimida ilma neuroniteta koos gliarakkudeta. Kuid selleks, et paremini mõista, kuidas need töötavad, on vaja teha selle kohta mitmeid märkmeid selle tüpoloogia, struktuur ja kuju, kuna need mõjutavad otseselt selle toimimist.

Struktuur

Neuronite funktsioone ei saa mõista, mõistmata, kuidas need närvirakud on organiseeritud. Need on neuroni osad.

1. Soma

Soma on neuroni rakukeha ja see on koht, kus asub tuum, lisaks suurele valgusünteesi aktiivsusele, mis on oluline neuroni toimimiseks. Just siit ulatuvad välja mitmesugused eendid ehk lisandid: dendriidid ja akson.

2. Dendriidid

Dendriidid on puukujulised eendid, mis võimaldavad neuronil teavet vastu võtta ja töödelda. Sõltuvalt vastuvõetavate signaalide tüübist võib see esile kutsuda neuroni ergutamise või pärssimise, mis põhjustab aktsioonipotentsiaali tekkimist või mitte, st närviimpulsi käivitamist.

3. Akson

Akson koosneb ühest homogeense paksusega pikendusest neuronis. See struktuur pärineb raku kehast, täpsemalt aksonite koonusest. Motoorsetes neuronites ja interneuronites tekib aktsioonipotentsiaal just selles aksonikoonuses.

Aksonid on kaetud spetsiaalse isoleeriva ainega: müeliiniga. Sellel müeliinil on närvisüsteemis põhifunktsioon, kuna see muudab närviimpulsi tõhusamaks ja kiiremaks.

Aksoni lõpus on palju harusid, mis moodustavad sibulakujulisi struktuure, mida tuntakse aksonite või närvilõpmetena. Need terminalid moodustavad ühenduse sihtrakkudega, olgu need siis motoorsete või interneuronitega.

Neuronite tüübid vastavalt nende funktsioonidele

Nende funktsioonide järgi võime eristada kolme tüüpi: sensoorsed, motoorsed ja interneuronid.

1. Sensoorsed neuronid

Sensoorsed neuronid Need on need, kes vastutavad kehavälise teabe või aistingute hõivamise eest, nagu valu, valgus, heli, puudutus, maitse... See teave salvestatakse ja saadetakse elektrilise impulsi kujul, suunates selle kesknärvisüsteemi poole, kus see asub töödeldud.

2. Motoorsed neuronid

Motoorsed neuronid saada teavet teistelt neuronitelt, hoolitsedes korralduste edastamise eest lihastele, organitele ja näärmetele. Nii saab läbi viia liigutuse või teostada teatud bioloogilist funktsiooni, näiteks hormoonide tootmist.

3. Interneuronid

Interneuronid on kesknärvisüsteemis leiduv eriline rakutüüp, mis vastutavad ühe neuroni ühendamise eest teisegast nad toimivad omamoodi sillana. Nad saavad teavet mõnelt neuronilt, olgu need siis sensoorsed või muud interneuronid, ja edastavad selle teistele, mis võivad olla motoorsed neuronid või muud interneuronid.

Neuronid töötavad võrkude moodustamise teel

Olenemata sellest, kui terve neuron on, kui ta on teistest isoleeritud, on see üldse kasutu. Et need rakud saaksid oma ülesandeid täita, peavad nad olema omavahel ühendatud, koos töötama. Seega, kui need rakud üksteisega ühenduvad, stimuleerivad või pärsivad nad üksteist, töötlevad sissetulevat teavet ja aitavad kaasa motoorsete või hormonaalsete reaktsioonide väljastamisele. Need närviahelad võivad olla väga keerulised, kuigi on ka üsna lihtsaid, eriti refleksidega seotud.

Meeskonnana töötades saavad neuronid täita kolme põhifunktsiooni, milleks on närvisignaalide või teabe vastuvõtmine teistelt neuronitelt; integreerida need signaalid, et teha kindlaks, kas teave on oluline või mitte; ja signaalide edastamine sihtrakkudele, milleks võivad olla lihased, näärmed või muud neuronid.

Nende kolme funktsiooni paremaks mõistmiseks kirjeldame näidet, olukorda, kus Need hõlmavad kolme tüüpi neuroneid, mis põhinevad nende funktsioonidel: sensoorsed neuronid, motoorsed neuronid ja interneuronid.

Kujutagem ette, et valmistame teed, veekeetja tule peal. Kui me seda näeme, aktiveerime sensoorseid neuroneid, täpsemalt neid, mis vastutavad nägemise eest, edastades ajju võrkkesta koonustesse ja vardadesse püütud närviinformatsiooni. Visuaalset teavet töödeldakse ajus ja me oleme teadlikud, et näeme veekeetjat.

Kuna tahame endale teed serveerida, valmistume veekeetjat võtma. Käe liigutamiseks peame kasutama oma motoorseid neuroneid. Need neuronid on saanud ajust signaali aktiveerida käe lihased, venitada seda ja võtta veekeetja. Niisiis, teeme selle liigutuse: sirutame käe ja võtame veekeetja, mille käepide on metallist.

Selgus, et me polnud kütet välja lülitanud ja veekeetja oli väga kuum. Kuuma käepideme puudutamisel fikseerivad selle tunde naha termoandurid. See sensoorsete neuronite poolt püütud teave liigub kiiresti seljaajusse mis saadab interneuroni kaudu teavet motoorsetele neuronitele, ilma et peaks seda ajju saatma. Põletuse vältimiseks kästakse käsi kiiresti liigutada. Siiski jõuab osa teabest ajju, mis tõlgendab seda valu kujul.

Sünaps

Neuronidevahelised ühendused moodustuvad tavaliselt kahe neuroni aksonil ja dendriidil. Nende kahe neuroni kohtumispaik on sünapsi või sünaptiline ruum, mis põhjustab teabe edastamine esimeselt (presünaptiliselt) neuronilt järgmisele, sihtneuroniks on (postsünaptiline).

Teabe edastamine toimub keemiliste sõnumitoojate, neurotransmitterite kaudu, millel on mitut tüüpi (lk. serotoniin, dopamiin, atsetüülkoliin, GABA, endorfiinid ...).

Kui aktsioonipotentsiaal liigub läbi presünaptilise raku aksoni ja jõuab selle terminali, vabastab see neuron rakus neurotransmitteri. sünaptiline ruum, mis seondub postsünaptilise rakumembraani retseptoritega ja seega toimub närvisignaali edastamine. See signaal võib olla ergastav või inhibeeriv ning sõltuvalt neurotransmitteri tüübist täidetakse teatud funktsiooni. teine, lisaks olenevalt sellest, millist teed mööda närviimpulss läheb, läheb närvikeskuse või sihtraku suunas korrespondent.

• Teid võib huvitada: "Sünapsid: mis need on, tüübid ja funktsioonid"

Ja kuidas on lood gliiarakkudega?

Kuigi peategelased on neuronid, me ei saa unustada tema teiseseid sõpru, gliiarakke, kuigi "teisene" ei ole "kulutav" sünonüüm. Kui neuron on närvisüsteemi põhiline funktsionaalne üksus, on gliiarakud selle enamuse rakud. Seetõttu ei saa neid maha jätta, kui nad üritavad selgitada, kuidas neuronid, eriti kui arvestada, et neil on närvisüsteemi väga toetav roll. oluline.

Laias laastus eristatakse nelja tüüpi gliiarakke, millest kolm on astrotsüüdid, oligodendrotsüüdid ja mikrogliia, mida leidub ainult kesknärvisüsteemis. Neljas tüüp on Schwanni rakud, mida leidub ainult perifeerses närvisüsteemis.

1. Astrotsüüdid

Astrotsüüdid on aju kõige arvukamad gliiarakkude tüübid. Selle põhifunktsioonid on aju verevoolu reguleerimine, neuroneid ümbritseva vedeliku koostise säilitamine ja neuronitevahelise suhtluse reguleerimine sünaptilises ruumis.

Embrüonaalse arengu ajal aitavad astrotsüüdid neuronitel sihtkohta jõuda, lisaks panustavad hematoentsefaalbarjääri moodustumine, osa, mis isoleerib aju mürgistest ainetest, mis võivad lahustuda veri.

2. Microglia

Mikrogliia on seotud immuunsüsteemi makrofaagidega, "püüdjad", mis eemaldavad surnud rakud ja jääkained, mis võivad kogunedes olla mürgised.

3. Oligodendrotsüüdid ja Schwanni rakud

Oligodendrotsüütidel ja Schwanni rakkudel on sarnane funktsioon, kuigi esimesi leidub kesknärvisüsteemis ja teisi perifeerses. Mõlemad on gliiarakud, mis toodavad müeliini – isoleerivat ainet, mida leidub neuronaalsete aksonite ümbritsevas kestas.

Bibliograafilised viited:

• Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., Katz, L. C., LaMantia, A.-S. ja McNamara, J. VÕI. (1997). Närvisüsteemi korraldus. Neuroteaduses (lk. 1-10). Sunderland, MA: Sinauer Associates.
• Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V ja Jackson, R. B. (2011). Närvisüsteemid koosnevad neuronite ja tugirakkude ahelatest. Campbelli bioloogias (10. väljaanne, P. 1080-1084). San Francisco, CA: Pearson.
• Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V ja Jackson, R. B. (2011). Neuronite struktuur ja korraldus peegeldavad funktsiooni teabe edastamisel. Campbelli bioloogias (10. väljaanne, P. 1062-1064). San Francisco, CA: Pearson.
• Sadava, D. E., Hillis, D. M., Heller, H. C ja Berenbaum, M. R. (2009). Neuronid ja närvisüsteemid. Elus: bioloogiateadus (9. väljaanne, lk. 988-993). Sunderland, MA: Sinauer Associates.