Schopnost buněk reagovat na podnětyvnější svět je hlavním kritériem pro živý organismus. Strukturální prvky nervové tkáně - savčí a lidské neurony - jsou schopné transformovat podněty (světlo, vůně, zvukové vlny) na proces excitace. Jeho konečným výsledkem je adekvátní reakce těla v reakci na různé vlivy vnějšího prostředí. V tomto článku budeme studovat, jakou funkci plní neurony mozku a periferních částí nervového systému, a také zvážit klasifikaci neuronů v souvislosti se zvláštnostmi jejich fungování v živých organismech.
Tvorba nervové tkáně
Před zkoumáním funkcí neuronu pojďmepojďme zjistit, jak se tvoří buňky neurocytů. Ve stadiu neuruly je do embrya položena neurální trubice. Je vytvořen z ektodermální vrstvy, která má zesílení - nervovou desku. Rozšířený konec tuby následně vytvoří pět částí ve formě mozkových váčků. Z nich se tvoří části mozku. Hlavní část nervové trubice v procesu embryonálního vývoje tvoří míchu, ze které odchází 31 párů nervů.
Neurony v mozku se spojí a vytvoří sejádra. Vychází z nich 12 párů hlavových nervů. V lidském těle se nervový systém rozlišuje na centrální část - mozek a míchu, skládající se z buněk neurocytů a podpůrné tkáně - neuroglie. Periferní část se skládá ze somatických a vegetativních částí. Jejich nervová zakončení inervují všechny orgány a tkáně těla.
Neurony - strukturální jednotky nervového systému
Přicházejí v různých velikostech, tvarech a vlastnostech.Funkce neuronu jsou rozmanité: účast na tvorbě reflexních oblouků, vnímání podráždění z vnějšího prostředí, přenos vzniklého vzrušení do dalších buněk. Z neuronu se větví několik procesů. Dlouhý je axon, krátké se rozvětvují a nazývají se dendrity.
Cytologické studie odhalily v tělenervová buňka je jádro s jedním nebo dvěma jadérky, dobře vytvořeným endoplazmatickým retikulem, mnoha mitochondriemi a výkonným aparátem syntetizujícím bílkoviny. Je reprezentován ribozomy a molekulami RNA a mRNA. Tyto látky tvoří specifickou strukturu neurocytů - Nisslovu látku. Rys nervových buněk - velký počet procesů přispívá k tomu, že hlavní funkcí neuronu je přenos nervových impulzů. Poskytují ho jak dendrity, tak axony. První z nich vnímá signály a přenáší je do těla neurocytů a axon je jediným velmi dlouhým procesem, který vede excitaci do jiných nervových buněk. Pokračujeme v hledání odpovědi na otázku: jakou funkci neurony plní, pojďme se obrátit na struktura takové látky, jako je neuroglia.
Struktury nervových tkání
Neurocyty jsou obklopeny speciální látkou, která má podpůrné a ochranné vlastnosti. Má také charakteristickou schopnost dělit se. Toto spojení se nazývá neuroglia.
Tato struktura úzce souvisí s nervybuňky. Protože hlavními funkcemi neuronu je generování a vedení nervových vzruchů, gliové buňky jsou ovlivněny procesem excitace a mění své elektrické vlastnosti. Kromě trofických a ochranných funkcí zajišťuje glia metabolické reakce v neurocytech a podporuje plasticitu nervové tkáně.
Mechanismus vedení vzruchu v neuronech
Každá nervová buňka tvoří několik tisíckontakty s jinými neurocyty. Elektrické impulsy, které jsou základem excitačních procesů, jsou přenášeny z těla neuronu podél axonu a ten se dotýká dalších strukturálních prvků nervové tkáně nebo vstupuje přímo do pracovního orgánu, například do svalu. Abychom zjistili, jakou funkci neurony plní, je nutné prostudovat mechanismus přenosu vzruchu. Provádějí ho axony. V motorických nervech jsou pokryty myelinovým pláštěm a nazývají se dužina. Autonomní nervový systém obsahuje procesy bez myelinu. Jejich prostřednictvím musí vzrušení vstoupit do sousedního neurocytu.
Co je synapse
Bod kontaktu mezi dvěma buňkami se nazývá synapse.K přenosu vzruchu v něm dochází buď pomocí chemikálií - mediátorů, nebo přenosem iontů z jednoho neuronu do druhého, tedy elektrickými impulsy.
V důsledku tvorby synapsí se vytvářejí neuronyretikulární struktura mozkového kmene a části míchy. Říká se mu retikulární formace, začíná od spodní části prodloužené míchy a zachycuje jádra mozkového kmene neboli neurony v mozku. Síťová struktura udržuje aktivní stav mozkové kůry a usměrňuje reflexní akty míchy.
Umělá inteligence
Myšlenka synaptických spojení mezi neuronycentrální nervový systém a studium funkcí retikulární informace v současné době ztělesňuje věda v podobě umělé neuronové sítě. V něm jsou výstupy jedné umělé nervové buňky propojeny se vstupy jiné speciálními spojeními, která duplikují jejich funkce skutečnými synapsemi. Funkce aktivace neuronů umělého neurokomputeru je součtem všech vstupních signálů vstupujících do umělé nervové buňky, transformovaných z lineární složky na nelineární funkci. Říká se mu také aktivační funkce (převodovka). Při vytváření umělé inteligence jsou nejrozšířenější lineární, pololineární a stupňovité aktivační funkce neuronu.
Aferentní neurocyty
Říká se jim také citliví a majíkrátké procesy, které vstupují do buněk kůže a všech vnitřních orgánů (receptory). Receptory vnímající podráždění vnějšího prostředí je transformují do procesu excitace. V závislosti na typu podnětu jsou nervová zakončení rozdělena na: termoreceptory, mechanoreceptory, nociceptory. Funkce citlivého neuronu jsou tedy vnímání podnětů, jejich diskriminace, generování vzruchu a jeho přenos do centrálního nervového systému. Senzorické neurony vstupují do hřbetních rohů míchy. Jejich těla se nacházejí v uzlech (gangliích) mimo centrální nervový systém. Tak vznikají ganglia hlavových a míšních nervů. Aferentní neurony mají velký počet dendritů, spolu s axonem a tělem jsou nepostradatelnou součástí všech reflexních oblouků. Funkce citlivého neuronu jsou tedy jak v přenosu excitačního procesu do mozku a míchy, tak v účasti na tvorbě reflexů.
Vlastnosti interneuronu
Pokračování v průzkumu vlastností konstrukčních prvkůnervové tkáně, pojďme zjistit, jakou funkci plní interkalární neurony. Tento typ nervových buněk přijímá bioelektrické impulsy ze senzorického neurocytu a přenáší je:
a) ostatní interneurony;
b) motorické neurocyty.
Většina interneuronů má axony, jejichž konce jsou terminály, spojené s neurocyty jednoho centra.
Interneuron, jehož funkcí je integraceexcitace a její šíření dále do částí centrálního nervového systému jsou nepostradatelnou součástí většiny nepodmíněných reflexních a podmíněných reflexních nervových oblouků. Excitační interneurony usnadňují přenos signálu mezi funkčními skupinami neurocytů. Inhibiční interkalární nervové buňky přijímají excitaci z vlastního centra prostřednictvím zpětné vazby. To přispívá k tomu, že mezikalární neuron, jehož funkcí je přenos a dlouhodobé uchování nervových vzruchů, zajišťuje aktivaci senzorických spinálních nervů.
Funkce motorických neuronů
Motorický neuron je konečnou strukturoujednotka reflexního oblouku. Má velké tělo uzavřené v předních rozích míchy. Tyto nervové buňky, které inervují kosterní svaly, jsou pojmenovány podle těchto motorických prvků. Jiné eferentní neurocyty vstupují do sekrečních buněk žláz a způsobují uvolňování odpovídajících látek: sekretů, hormonů. Při nedobrovolných, tj. Bezpodmínečných reflexních akcích (polykání, slinění, vyprazdňování), eferentní neurony odcházejí z míchy nebo z mozkového kmene. K provádění složitých akcí a pohybů používá tělo dva typy odstředivých neurocytů: centrální motor a periferní motor. Tělo centrálního motorického neuronu se nachází v mozkové kůře, poblíž Rolandovy drážky.
Tělo periferních motorických neurocytů,inervující svaly končetin, trupu, krku, jsou umístěny v předních rozích míchy a jejich dlouhé procesy - axony - vycházejí z předních kořenů. Tvoří motorická vlákna 31 párů míšních nervů. Periferní motorické neurocyty, které inervují svaly obličeje, hltanu, hrtanu, jazyka, se nacházejí v jádrech vagusových, hypoglosálních a glossofaryngeálních hlavových nervů. V důsledku toho je hlavní funkcí motorického neuronu neomezené vedení vzruchu do svalů, vylučujících buněk a dalších pracovních orgánů.
Metabolismus v neurocytech
Hlavními funkcemi neuronu jsou vzděláváníbioelektrický akční potenciál a jeho přenos do dalších nervových buněk, svalů, vylučujících buněk - díky strukturálním vlastnostem neurocytu a specifickým metabolickým reakcím. Cytologické studie ukázaly, že neurony obsahují velké množství mitochondrií, které syntetizují molekuly ATP, vyvinuté granulární retikulum s mnoha ribozomálními částicemi. Aktivně syntetizují buněčné proteiny. Membrána nervové buňky a její procesy - axon a dendrity - plní funkci selektivního transportu molekul a iontů. Metabolické reakce v neurocytech se vyskytují za účasti různých enzymů a jsou charakterizovány vysokou intenzitou.
Přenos buzení v synapsích
Vzhledem k mechanismu buzení vneurony, seznámili jsme se se synapsemi - útvary, které vznikají v místě kontaktu dvou neurocytů. Vzrušení v první nervové buňce způsobuje tvorbu molekul chemických látek - mediátorů - v kolaterálech jejího axonu. Patří sem aminokyseliny, acetylcholin, norepinefrin. Vystupuje z vezikul synoptických zakončení do synoptické štěrbiny a může ovlivnit jak vlastní postsynaptickou membránu, tak i membrány sousedních neuronů.
Molekuly neurotransmiterů dráždídalší nervová buňka, způsobující změny nábojů v její membráně - akční potenciál. Vzrušení se tedy rychle šíří podél nervových vláken a dostává se do centrálního nervového systému nebo vstupuje do svalů a žláz, což způsobuje jejich adekvátní činnost.
Neuronální plasticita
Vědci zjistili, že v procesu embryogenezetotiž ve stadiu neurulace se z ektodermu vyvine velmi velký počet primárních neuronů. Asi 65% z nich zemře před narozením člověka. Během ontogeneze jsou některé mozkové buňky nadále eliminovány. Jedná se o přirozeně naprogramovaný proces. Neurocyty, na rozdíl od epiteliálních nebo pojivových buněk, nejsou schopné dělení a regenerace, protože geny zodpovědné za tyto procesy jsou inaktivovány v lidských chromozomech. Přesto může mozková a mentální výkonnost přetrvávat mnoho let, aniž by se výrazně snížila. To je způsobeno skutečností, že funkce neuronu, ztracené v procesu ontogeneze, jsou převzaty jinými nervovými buňkami. Musí posílit svůj metabolismus a vytvořit nová další nervová spojení, aby kompenzovali ztracené funkce. Tento jev se nazývá plasticita neurocytů.
Co se odráží v neuronech
Na konci 20. století skupina Italůneurofyziologové prokázali zajímavý fakt: v nervových buňkách je možný zrcadlový obraz vědomí. To znamená, že se v mozkové kůře vytvoří fantom vědomí lidí, se kterými komunikujeme. Neurony vstupující do zrcadlového systému plní funkce rezonátorů duševní činnosti lidí kolem sebe. Proto je člověk schopen předvídat záměry partnera. Struktura těchto neurocytů také poskytuje zvláštní psychologický jev nazývaný empatie. Vyznačuje se schopností proniknout do světa emocí jiného člověka a vcítit se do jeho pocitů.
