Як працюють нейрони?

У популярній культурі широко відомо, що нейрони — це клітини, які діють як а свого роду месенджери, які надсилають інформацію туди й назад по всій нашій системі нервовий.

Як працюють нейрони, які є основною функціональною одиницею нашого мозку, спинний мозок і нерви, є темою сьогоднішньої статті. Давайте дізнаємося, як працюють ці витончені твори природоохоронної інженерії.

• Пов'язана стаття: "Типи нейронів: характеристика та функції"

Як працюють нейрони? Огляд

Нейрони - це клітини, які входять до складу нервової системи, будучи її основною функціональною одиницею. Основна функція цих клітин – прийом і передача інформації у вигляді електричних імпульсів уздовж складної решітки або мережі з нейронів, що становить систему нервова система, як центральна (ЦНС), що складається зі спинного і головного мозку, так і периферична (СНП), що складається з нерви.

Зрозуміло, що, виходячи з цього визначення, нервова система не могла б функціонувати без нейронів, поряд з клітинами глії. Однак, щоб краще зрозуміти, як вони працюють, необхідно зробити ряд приміток щодо його типологію, структуру та форму, оскільки вони безпосередньо впливають на його роботу.

Структура

Функції нейронів неможливо зрозуміти, не розуміючи, як ці нервові клітини організовані. Це частини нейрона.

1. Сома

Сома - це тіло клітини нейрона, і це місце, де розташоване ядроокрім високої активності синтезу білка, необхідний для функціонування нейрона. Саме звідси відходять різні виступи або придатки: дендрити і аксон.

2. Дендрити

Дендрити — це шипоподібні деревоподібні виступи, які дозволяють нейрону отримувати й обробляти інформацію. Залежно від типу сигналів, які він отримує, він може викликати збудження або гальмування нейрона, спричиняючи виникнення або ні виникнення потенціалу дії, тобто запуск нервового імпульсу.

3. Аксон

Аксон складається з одного продовження в нейроні однорідної товщини. Ця структура бере свій початок в тілі клітини, а саме в аксональному конусі. У моторних і інтернейронах саме в цьому аксональному конусі виробляється потенціал дії.

Аксони покриті спеціальною ізоляційною речовиною: мієліном. Цей мієлін виконує фундаментальну функцію в нервовій системі, оскільки робить нервовий імпульс більш ефективним і швидшим.

До кінця аксона йде багато гілок, які утворюють цибулинні структури, відомі як аксональні або нервові закінчення. Ці термінали утворюють зв’язки з клітинами-мішенями, будь то моторні або внутрішні нейрони.

Типи нейронів за їх функціями

За їх функціями можна розрізнити три типи: сенсорні, моторні та міжнейрони.

1. Сенсорні нейрони

Сенсорні нейрони Це ті, які відповідають за захоплення інформації, зовнішньої по відношенню до організму або відчуттів, такі як біль, світло, звук, дотик, смак... Ця інформація фіксується та надсилається у вигляді електричного імпульсу, направляючи його до центральної нервової системи, де він буде оброблено.

2. Рухові нейрони

Рухові нейрони отримувати інформацію від інших нейронів, піклуючись про передачу наказів м’язам, органам і залозам. Таким чином можна здійснювати рух або виконувати певну біологічну функцію, наприклад, вироблення гормонів.

3. Інтернейрони

Інтернейрони - це особливий тип клітин, присутніх у центральній нервовій системі, які відповідають за з'єднання одного нейрона з іншим, тобто вони функціонують як своєрідний міст. Вони отримують інформацію від деяких нейронів, будь то сенсорні чи інші внутрішні нейрони, і передають її іншим, які можуть бути руховими нейронами чи іншими інтернейронами.

Нейрони працюють, утворюючи мережі

Незалежно від того, наскільки здоровий нейрон, якщо він ізольований від інших, він взагалі марний. Щоб ці клітини виконували свої функції, вони повинні бути пов’язані один з одним, працювати разом. Таким чином, коли ці клітини з’єднуються один з одним, вони стимулюють або гальмують одна одну, обробляють інформацію, що надходить, і сприяють випромінюванню моторної або гормональної реакції. Ці нейронні ланцюги можуть бути дуже складними, хоча є й досить прості, особливо пов’язані з рефлексами.

Працюючи в команді, нейрони можуть виконувати три основні функції: отримувати нервові сигнали або інформацію від інших нейронів; інтегрувати ці сигнали, щоб визначити, важлива інформація чи ні; і передача сигналів цільовим клітинам, якими можуть бути м’язи, залози або інші нейрони.

Щоб краще зрозуміти ці три функції, ми збираємося описати приклад, ситуацію, в якій включають три типи нейронів за їх функціями: сенсорні нейрони, моторні нейрони та інтернейрони.

Давайте уявімо, що ми готуємо чай, а чайник на вогні. Коли ми бачимо це, ми активуємо сенсорні нейрони, зокрема ті, які відповідають за зір, передаючи нервову інформацію, що вловлюється колбочками і паличками сітківки, до мозку. Візуальна інформація буде оброблятися в мозку, і ми будемо усвідомлювати, що бачимо чайник.

Оскільки ми хочемо подати собі чай, ми готуємося взяти чайник. Щоб рухати рукою, нам потрібно використовувати наші моторні нейрони. Ці нейрони отримали сигнал від мозку активізувати м’язи руки, розтягнути її і взяти чайник. Отже, робимо той рух: простягаємо руку і беремо чайник, ручка якого металева.

Виявилося, що ми не вимкнули нагрівання, і чайник був дуже гарячим. Це відчуття фіксується тепловими датчиками шкіри при дотику до гарячої ручки. Ця інформація, вловлювана сенсорними нейронами, швидко надходить до спинного мозку який через інтернейрон надсилає інформацію моторним нейронам без необхідності надсилати її до мозку. Руці наказано рухатися швидко, щоб уникнути опіку. І все ж частина інформації доходить до мозку, який інтерпретує її у вигляді болю.

Синапс

Нейрон-нейронні зв'язки зазвичай утворюються на аксоні і дендриті двох нейронів. Місцем зустрічі між цими двома нейронами є те, що відоме як синапс або синаптичний простір, що дає початок передача інформації від першого (пресинаптичного) нейрона до наступного, тобто цільового нейрона (постсинаптичний).

Передача інформації здійснюється за допомогою хімічних месенджерів, нейромедіаторів, що мають багато видів (с. наприклад, серотонін, дофамін, ацетилхолін, ГАМК, ендорфіни ...).

Коли потенціал дії проходить через аксон пресинаптичної клітини і досягає її кінця, цей нейрон вивільняє нейромедіатор у синаптичний простір, який зв’язується з рецепторами постсинаптичної клітинної мембрани і, таким чином, відбувається передача нервового сигналу. Цей сигнал може бути збудливим або гальмівним і, залежно від типу нейромедіатора, буде виконуватися певна функція. інший, на додаток до залежності від того, по якому шляху слід нервовий імпульс, прямуючи до нервового центру або клітини-мішені кореспондент.

• Вам може бути цікаво: "Синапси: що це таке, види та функції"

А як щодо гліальних клітин?

Хоча головними героями є нейрони, ми не можемо забути про її вторинних друзів, гліальних клітин, хоча «вторинний» не є синонімом «витратного матеріалу». Якщо нейрон є основною функціональною одиницею нервової системи, то гліальні клітини є її більшістю. Ось чому їх не можна залишати позаду, намагаючись пояснити, як нейронів, особливо якщо врахувати, що вони мають дуже підтримуючу роль для нервової системи. важливий.

Загалом, існує чотири типи гліальних клітин, три з яких - астроцити, олігодендроцити та мікроглія, які можна знайти лише в центральній нервовій системі. Четвертий тип - це шванновські клітини, які знаходяться тільки в периферичній нервовій системі.

1. Астроцити

Астроцити є найчисленнішим типом гліальних клітин головного мозку. Його основні функції полягають у регуляції кровотоку в мозку, підтримці складу рідини, яка оточує нейрони, а також у регуляції зв’язку між нейронами в синаптичному просторі.

Під час ембріонального розвитку астроцити допомагають нейронам досягати місця призначення, а також сприяють формування гематоенцефалічного бар'єру, частини, яка ізолює мозок від токсичних речовин, які можуть бути розчинені в кров.

2. мікроглія

Мікроглія пов'язана з макрофагами імунної системи, «поглиначі», які видаляють мертві клітини та залишки, які можуть бути токсичними, якщо вони накопичуються.

3. Олігодендроцити та шванновські клітини

Олігодендроцити та клітини Шванна мають подібну функцію, хоча перші знаходяться в центральній нервовій системі, а другі — в периферичній. Обидва є гліальними клітинами, які виробляють мієлін, ізолюючу речовину, що знаходиться в оболонці навколо аксонів нейронів.

Бібліографічні посилання:

• Первес Д., Августин Г. Дж., Фіцпатрик Д., Кац Л. К., Ламантія, А.-С. і Макнамара, Дж. АБО. (1997). Організація нервової системи. У нейронауці (стор. 1-10). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates.
• Рис, Дж. Б., Уррі, Л. А., Каїн, М. Л., Вассерман, С. А., Мінорський, П. В і Джексон, Р. Б. (2011). Нервова система складається з ланцюгів нейронів і опорних клітин. У біології Кемпбелла (10-е вид., П. 1080-1084). Сан-Франциско, Каліфорнія: Пірсон.
• Рис, Дж. Б., Уррі, Л. А., Каїн, М. Л., Вассерман, С. А., Мінорський, П. В і Джексон, Р. Б. (2011). Структура й організація нейронів відображають функцію передачі інформації. У біології Кемпбелла (10-е вид., П. 1062-1064). Сан-Франциско, Каліфорнія: Пірсон.
• Садава, Д. Е., Хілліс, Д. М., Хеллер, Х. С і Беренбаум, М. Р. (2009). Нейрони та нервова система. У житті: Наука біології (9-е вид., с. 988-993). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates.