قدرة الخلايا على الاستجابة للمنبهاتالعالم الخارجي هو المعيار الرئيسي للكائن الحي. العناصر الهيكلية للأنسجة العصبية - الخلايا العصبية في الثدييات والبشر - قادرة على تحويل المنبهات (الضوء والرائحة والموجات الصوتية) إلى عملية الإثارة. نتيجته النهائية هي رد فعل مناسب للجسم استجابة للتأثيرات البيئية المختلفة. في هذه المقالة ، سوف ندرس الوظيفة التي تؤديها الخلايا العصبية في الدماغ والأجزاء الطرفية من الجهاز العصبي ، وننظر أيضًا في تصنيف الخلايا العصبية فيما يتعلق بخصائص عملها في الكائنات الحية.
تشكيل الأنسجة العصبية
قبل دراسة وظائف الخلايا العصبية ، دعنادعونا نتعرف على كيفية تكوين الخلايا العصبية. في مرحلة العصب ، يتم وضع أنبوب عصبي في الجنين. يتكون من طبقة الأديم الظاهر ، التي لها سماكة - الصفيحة العصبية. ستشكل النهاية الممتدة للأنبوب فيما بعد خمسة أجزاء على شكل حويصلات دماغية. من هذه الأجزاء تتشكل من الدماغ. يشكل الجزء الرئيسي من الأنبوب العصبي في عملية التطور الجنيني الحبل الشوكي ، والذي ينطلق منه 31 زوجًا من الأعصاب.
تتحد الخلايا العصبية في الدماغ لتتشكلحبات. يخرج منها 12 زوجًا من الأعصاب القحفية. في جسم الإنسان ، يتمايز الجهاز العصبي في القسم المركزي - الدماغ والحبل الشوكي ، ويتكون من الخلايا العصبية ، والأنسجة الداعمة - الخلايا العصبية. يتكون القسم المحيطي من الأجزاء الجسدية والنباتية. نهاياتهم العصبية تعصب جميع أعضاء وأنسجة الجسم.
الخلايا العصبية - الوحدات الهيكلية للجهاز العصبي
يأتون بأحجام وأشكال وخصائص مختلفة. تتنوع وظائف الخلايا العصبية: المشاركة في تكوين الأقواس الانعكاسية ، وإدراك التهيج من البيئة الخارجية ، ونقل الإثارة الناشئة إلى الخلايا الأخرى. عدة عمليات تخرج من الخلايا العصبية. الطويل هو محور عصبي ، والأقصر منها تتفرع وتسمى التشعبات.
كشفت الدراسات الخلوية في الجسمالخلية العصبية هي نواة بها نواة واحدة أو اثنتين ، وشبكة إندوبلازمية جيدة التكوين ، والعديد من الميتوكوندريا وجهاز تخليق بروتيني قوي. يتم تمثيله بواسطة الريبوسومات وجزيئات RNA و mRNA. تشكل هذه المواد بنية محددة من الخلايا العصبية - مادة نيسل. إحدى سمات الخلايا العصبية - يساهم عدد كبير من العمليات في حقيقة أن الوظيفة الرئيسية للخلايا العصبية هي نقل النبضات العصبية. يتم توفيره من قبل كل من التشعبات والمحاور. الأول يدرك الإشارات وينقلها إلى جسم الخلية العصبية ، والمحور العصبي هو العملية الوحيدة الطويلة جدًا التي تجري الإثارة للخلايا العصبية الأخرى.الاستمرار في العثور على إجابة للسؤال: ما الوظيفة التي تؤديها الخلايا العصبية ، دعنا ننتقل إلى بنية مادة مثل الخلايا العصبية.
هياكل الأنسجة العصبية
الخلايا العصبية محاطة بمادة خاصة لها خصائص داعمة ووقائية. كما أن لها قدرة مميزة على الانقسام. هذا الاتصال يسمى العصب.
يرتبط هذا الهيكل ارتباطًا وثيقًا بالجهاز العصبيالخلايا. نظرًا لأن الوظائف الرئيسية للخلايا العصبية هي توليد النبضات العصبية وتوصيلها ، فإن الخلايا الدبقية تتأثر بعملية الإثارة وتغير خصائصها الكهربائية. بالإضافة إلى الوظائف الغذائية والوقائية ، توفر الخلايا الدبقية تفاعلات أيضية في الخلايا العصبية وتعزز ليونة الأنسجة العصبية.
آلية توصيل الإثارة في الخلايا العصبية
تشكل كل خلية عصبية عدة آلافاتصالات مع الخلايا العصبية الأخرى. النبضات الكهربائية ، التي هي أساس عمليات الإثارة ، تنتقل من جسم الخلية العصبية على طول المحور العصبي ، وتتصل بالعناصر الهيكلية الأخرى للنسيج العصبي أو تدخل مباشرة في عضو عامل ، على سبيل المثال ، عضلة. لتحديد الوظيفة التي تؤديها الخلايا العصبية ، من الضروري دراسة آلية انتقال الإثارة. يتم تنفيذه بواسطة محاور عصبية. في الأعصاب الحركية ، يتم تغطيتها بغمد المايلين وتسمى اللب. يحتوي الجهاز العصبي اللاإرادي على عمليات خالية من المايلين. من خلالهم ، يجب أن يدخل الإثارة إلى الخلايا العصبية المجاورة.
ما هو المشبك
تسمى نقطة الاتصال بين خليتين بالمشابك. يحدث نقل الإثارة فيه إما بمساعدة المواد الكيميائية - الوسطاء ، أو عن طريق تمرير الأيونات من خلية عصبية إلى أخرى ، أي عن طريق النبضات الكهربائية.
بسبب تكوين المشابك العصبية ، تخلق الخلايا العصبيةالتركيب الشبكي لجذع الدماغ وأجزاء من الحبل الشوكي. يطلق عليه التكوين الشبكي ، يبدأ من الجزء السفلي من النخاع المستطيل ويلتقط نوى جذع الدماغ ، أو الخلايا العصبية في الدماغ. يحافظ الهيكل الشبكي على حالة نشطة من القشرة الدماغية ويوجه الأفعال الانعكاسية للحبل الشوكي.
الذكاء الاصطناعي
فكرة الوصلات المشبكية بين الخلايا العصبيةيتجسد الجهاز العصبي المركزي ودراسة وظائف المعلومات الشبكية حاليًا في العلم في شكل شبكة عصبية اصطناعية. في ذلك ، يتم توصيل مخرجات إحدى الخلايا العصبية الاصطناعية بمدخلات أخرى عن طريق اتصالات خاصة تكرر وظائفها مع المشابك الحقيقية. وظيفة تنشيط الخلايا العصبية للحاسوب العصبي الاصطناعي هي تجميع جميع إشارات الإدخال التي تدخل إلى الخلية العصبية الاصطناعية ، وتحويلها إلى وظيفة غير خطية من المكون الخطي. وتسمى أيضًا وظيفة التشغيل (وظيفة النقل). عند إنشاء الذكاء الاصطناعي ، فإن الأكثر انتشارًا هي وظائف التنشيط الخطي وشبه الخطي والتدريجي للخلايا العصبية.
الخلايا العصبية واردة
كما يطلق عليهم حساسة ولديهمعمليات قصيرة تدخل خلايا الجلد وجميع الأعضاء الداخلية (المستقبلات). إدراك تهيج البيئة الخارجية ، تحولها المستقبلات إلى عملية إثارة. اعتمادًا على نوع التحفيز ، تنقسم النهايات العصبية إلى: مستقبلات حرارية ، مستقبلات ميكانيكية ، مستقبلات للألم. وبالتالي ، فإن وظائف الخلايا العصبية الحساسة هي إدراك المنبهات ، وتمييزها ، وتوليد الإثارة ونقلها إلى الجهاز العصبي المركزي. تدخل الخلايا العصبية الحسية القرون الظهرية للحبل الشوكي. تقع أجسادهم في عقد (عقد) خارج الجهاز العصبي المركزي. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها العقد في الأعصاب القحفية والشوكية. تحتوي الخلايا العصبية الموجودة على عدد كبير من التشعبات ، جنبًا إلى جنب مع المحور العصبي والجسم ، فهي مكون لا غنى عنه لجميع أقواس الانعكاس. لذلك ، فإن وظائف الخلايا العصبية الحساسة تتمثل في نقل عملية الإثارة إلى الدماغ والنخاع الشوكي ، وفي المشاركة في تكوين ردود الفعل.
ملامح انترنيورون
الاستمرار في استكشاف خصائص العناصر الهيكليةالنسيج العصبي ، دعنا نتعرف على الوظيفة التي تؤديها الخلايا العصبية المتداخلة. هذا النوع من الخلايا العصبية يستقبل نبضات كهربائية حيوية من خلية عصبية حسية وينقلها:
أ) interneurons الأخرى ؛
ب) الخلايا العصبية الحركية.
تحتوي معظم الخلايا العصبية الداخلية على محاور ، نهاياتها نهايات ، متصلة بالخلايا العصبية في مركز واحد.
إينتيرنيورون وظيفته التكاملالإثارة ونشرها إلى أجزاء أخرى من الجهاز العصبي المركزي هي عنصر لا غنى عنه لمعظم المنعكسات غير المشروطة وأقواس العصب المنعكس المكيف. تسهل الخلايا العصبية الداخلية المثيرة نقل الإشارات بين المجموعات الوظيفية للخلايا العصبية. تتلقى الخلايا العصبية المقحمة المثبطة الإثارة من مركزها من خلال التغذية الراجعة. يساهم هذا في حقيقة أن الخلايا العصبية المقسمة ، التي تتمثل وظيفتها في نقل النبضات العصبية والحفاظ عليها على المدى الطويل ، تضمن تنشيط الأعصاب الشوكية الحسية.
وظيفة الخلايا العصبية الحركية
الخلايا العصبية الحركية هي الهيكلية النهائيةوحدة قوس منعكس. لها جسم كبير محاط بالقرون الأمامية للحبل الشوكي. تتم تسمية تلك الخلايا العصبية التي تعصب عضلات الهيكل العظمي على اسم هذه العناصر الحركية. تدخل الخلايا العصبية الأخرى الصادرة من الخلايا المفرزة للغدد وتتسبب في إطلاق المواد المقابلة: الإفرازات والهرمونات. في الحالة اللاإرادية ، أي الأفعال المنعكسة غير المشروطة (البلع ، إفراز اللعاب ، التغوط) ، تخرج الخلايا العصبية الصادرة من الحبل الشوكي أو من جذع الدماغ. لأداء حركات وحركات معقدة ، يستخدم الجسم نوعين من الخلايا العصبية الطاردة المركزية: المحرك المركزي والمحرك المحيطي. يقع جسم العصبون الحركي المركزي في القشرة الدماغية بالقرب من أخدود رولاند.
جسم الخلايا العصبية الحركية المحيطية ،تقع عضلات الأطراف والجذع والرقبة المعصبة في القرون الأمامية للنخاع الشوكي ، وتنبثق عملياتها الطويلة - المحاور - من الجذور الأمامية. تشكل الألياف الحركية من 31 زوجًا من الأعصاب الشوكية. تقع الخلايا العصبية الحركية المحيطية التي تعصب عضلات الوجه والبلعوم والحنجرة واللسان في نوى الأعصاب القحفية المبهم تحت اللسان والبلعوم اللساني. وبالتالي ، فإن الوظيفة الرئيسية للخلايا العصبية الحركية هي التوصيل دون عوائق للإثارة للعضلات ، وإفراز الخلايا والأعضاء العاملة الأخرى.
التمثيل الغذائي في الخلايا العصبية
الوظائف الرئيسية للخلايا العصبية هي التعليمإمكانات العمل الكهربية الحيوية وانتقالها إلى الخلايا العصبية الأخرى والعضلات والخلايا المفرزة - بسبب السمات الهيكلية للخلايا العصبية ، فضلاً عن تفاعلات التمثيل الغذائي المحددة. أظهرت الدراسات الخلوية أن الخلايا العصبية تحتوي على عدد كبير من الميتوكوندريا التي تصنع جزيئات ATP ، وهي شبكة حبيبية متطورة مع العديد من جسيمات الريبوسوم. يصنعون بنشاط البروتينات الخلوية. يؤدي غشاء الخلية العصبية وعملياتها - المحور العصبي والتشعبات - وظيفة النقل الانتقائي للجزيئات والأيونات. تستمر التفاعلات الأيضية في الخلايا العصبية بمشاركة إنزيمات مختلفة وتتميز بكثافة عالية.
نقل الإثارة في المشابك
النظر في آلية الإثارة فيالخلايا العصبية ، تعرفنا على المشابك العصبية - التكوينات التي تنشأ في موقع التلامس بين خليتين عصبيتين. يتسبب الإثارة في الخلية العصبية الأولى في تكوين جزيئات المواد الكيميائية - الوسطاء - في ضمانات محورها العصبي. وتشمل هذه الأحماض الأمينية ، أستيل كولين ، نورإبينفرين. تبرز من حويصلات النهايات السينوبتيكية في الشق السينوبتيكي ، ويمكن أن تؤثر على غشاء ما بعد المشبكي الخاص بها وتؤثر على أغشية الخلايا العصبية المجاورة.
تهيج جزيئات الناقل العصبيخلية عصبية أخرى تسبب تغيرات في الشحنات في غشاءها - جهد فعل. وهكذا تنتشر الإثارة بسرعة على طول الألياف العصبية وتصل إلى الجهاز العصبي المركزي ، أو تدخل العضلات والغدد مسببة عملها المناسب.
اللدونة العصبية
لقد وجد العلماء أنه في عملية التطور الجنيني ،أي في مرحلة العصيبة ، يتطور عدد كبير جدًا من الخلايا العصبية الأولية من الأديم الظاهر. حوالي 65٪ منهم يموتون قبل ولادة الإنسان. أثناء التكوُّن ، يستمر القضاء على بعض خلايا الدماغ. هذه عملية طبيعية مبرمجة. الخلايا العصبية ، على عكس الخلايا الظهارية أو الضامة ، غير قادرة على الانقسام والتجديد ، لأن الجينات المسؤولة عن هذه العمليات معطلة في الكروموسومات البشرية. ومع ذلك ، يمكن أن يستمر الدماغ والأداء العقلي لسنوات عديدة دون انخفاض كبير. هذا يرجع إلى حقيقة أن وظائف الخلايا العصبية ، المفقودة في عملية التكوُّن ، يتم الاستيلاء عليها من قبل الخلايا العصبية الأخرى. يجب عليهم تقوية التمثيل الغذائي لديهم وإنشاء روابط عصبية إضافية جديدة للتعويض عن الوظائف المفقودة. هذه الظاهرة تسمى اللدونة العصبية.
ما ينعكس في الخلايا العصبية
في نهاية القرن العشرين مجموعة من الإيطاليينلقد أثبت علماء الفسيولوجيا العصبية حقيقة مثيرة للاهتمام: من الممكن وجود صورة معكوسة للوعي في الخلايا العصبية. هذا يعني أن شبح وعي الأشخاص الذين نتواصل معهم يتشكل في القشرة الدماغية. تؤدي الخلايا العصبية التي تدخل نظام المرآة وظائف رنانات النشاط العقلي للأشخاص من حولهم. لذلك ، فإن الشخص قادر على التنبؤ بنوايا المحاور. يوفر هيكل هذه الخلايا العصبية أيضًا ظاهرة نفسية خاصة تسمى التعاطف. يتميز بالقدرة على اختراق عالم مشاعر شخص آخر والتعاطف مع مشاعره.
