Какую функцию выполняют короткие отростки нервной клетки передают сигналы

Основные компоненты нервной ткани.

Нервная ткань осуществляет управление всеми процессами в организме.

Нервная ткань состоит из нейронов (нервных клеток) и нейроглии (межклеточное вещество). Нервные клетки имеют различную форму. Нервная клетка снабжена древовидными отростками - дендритами, передающими раздражения от рецепторов к телу клетки, и длинным отростком - аксоном, который заканчивается на эффекторной клетке. Иногда аксон не покрыт миелиновой оболочкой.

Нервные клетки способны под действием раздражения приходить в состояние возбуждения, вырабатывать импульсы и передавать их. Эти свойства определяют специфическую функцию нервной системы. Нейроглия органически связана с нервными клетками и осуществляет трофическую, секреторную, защитную функции и функцию опоры.

Нервные клетки - нейроны, или нейроциты, представляют собой отростчатые клетки. Размеры тела нейрона колеблются в значительных пределах (от 3-4 до 130 мкм). По форме нервные клетки также очень разные. Отростки нервных клеток проводят нервный импульс из одной части тела человека в другую, длина отростков от нескольких микрон до 1,0-1,5 м.

Строение нейрона. Классификация нервных клеток по количеству отростков, форме тела, их положению

Нервная клетка является структурной и функциональной единицей нервной системы всех многоклеточных животных. Это высокоспециализированная клетка, способная воспринимать раздражение, возбуждаться, вырабатывать нервный импульс и передавать его.

Нейрон состоит из тела и отростков - аксона и дендритов.

Дендриты - короткие отростки. Функция - восприятие и передача нервных импульсов к телу нейрона.

Аксон - один, как правило, длинный отросток, функция - передача импульса от тела нервной клетки на другие нервные клетки или исполнительные органы-

1) по числу отростков, отходящих от его тела на:

б) биполярные, его разновидностью является псевдоуниполярный нейрон,

2. По различиям их размеров и формы тела на:

веретеновидные, грушевидные, округлые, звездчатые, пирамидальные и другие.

3. По характеру выполняемой функциина:

а) чувствительные, афферентные или рецепторные,

б) вставочные или ассоциативные, в) двигательные или эфферентные

Функции отростков нервной клетки.

Аксон — обычно длинный отросток нейрона, приспособленный для проведения возбуждения и информации от тела нейрона или от нейрона к исполнительному органу. Дендриты — как правило, короткие и сильно разветвлённые отростки нейрона, служащие главным местом образования влияющих на нейрон возбуждающих и тормозных синапсов (разные нейроны имеют различное соотношение длины аксона и дендритов), и которые передают возбуждение к телу нейрона. Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон. Один нейрон может иметь связи со многими (до 20 тысяч) другими нейронами.

По аксону проходят сигналы, генерируемые в теле данной клетки. Его концевой аппарат заканчивается на другой нервной клетке, на мышечных клетках (волокнах) или на клетках железистой ткани. По аксону нервный импульс движется от тела нервной клетки к рабочим органам - мышце, железе или следующей нервной клетке.

По дендритам импульсы следуют к телу клетки, по аксону - от тела клетки к другим нейронам, мышцам или железам. Благодаря отросткам нейроны контактируют друг с другом и образуют нейронные сети и круги, по которым циркулируют нервные импульсы. Единственный отросток, по которому нервный импульс направляется от нейрона, - это аксон.

Специфическая функция аксона - проведение потенциала действия от тела клетки к другим клеткам или периферическим органам. Другая его функция - аксонный транспорт веществ.

Величайшее достижение эволюции – головной мозг и развитая нервная система организмов, со все усложняющейся информационной сетью, основанной на химических реакциях. Нервный импульс, бегущий по отросткам нейронов, – квинтэссенция сложной деятельности человека. В них возникает импульс, по ним он движется и именно нейроны их анализируют. Отростки нейрона – главная функциональная часть этих специфических клеток нервной системы, о них и пойдет речь.

Происхождение нейронов

Вопрос происхождения специализированных клеток открыт и сегодня. Есть по меньшей мере три теории на этот счет - Клейненберга (Kleinenberg, 1872), братьев Гертвиг (Hertwig, 1878) и Заварзина (Заварзин, 1950). Все они сводятся к тому, что нейроны возникли из первичных чувствительных эктодермальных клеток, а их предшественниками были глобулярные белки, объединившиеся в пучки. Белки, впоследствии получившие клеточную мембрану, оказались способными к восприятию раздражения, генерации и проведению возбуждения.

Современные представления о структуре нейрона и отростков

Специализированная клетка нервной ткани состоит из:

Все структуры нейрона имеют различное строение мембран и все они абсолютно разные. Среди множества нейронов (в нашем мозге их примерно 25 миллиардов) нет абсолютных двойников как по внешним признакам, так и по строению и, что самое главное, по специфике функционирования.

Короткие отростки нейронов: строение и функции

Тело нейрона имеет множество коротких и разветвленных отростков, которые называют дендритное дерево или дендритный регион. Все дендриты имеют множество ответвлений и точек соприкосновения с другими нейронами. Эта сеть восприятия повышает уровень сбора информации из окружающей нейрон среды. Все дендриты обладают следующими особенностями:

• Они относительно короткие – до 1 миллиметра.
• У них нет миелиновой оболочки.
• Эти отростки нейрона характеризуются наличием рибонуклеотидов, эндоплазматического ретикулума и разветвленной сети микротрубочек, обладающей своей уникальностью.
• Имеют специфические отростки – шипики.

Шипики дендритов

Эти выросты мембраны дендритов могут находиться на всей их поверхности в многочисленном количестве. Это дополнительные точки контакта (синапсы) нейрона, во много раз увеличивающие площадь межнейрональных контактов. Кроме расширения воспринимающей поверхности, они играют важную роль в ситуации внезапных экстремальных воздействий (например, при отравлениях или ишемии). Количество их в таких случаях резко меняется в сторону увеличения либо уменьшения и стимулирует организм увеличивать или уменьшать скорость и количество процессов метаболизма.

Проводящий отросток

Длинный отросток нейрона называется аксон (ἀξον – ось, греч.), его называют еще осевым цилиндром. В месте образования аксона на теле нейрона имеется холмик, играющий важную роль в формировании нервного импульса. Именно тут суммируется потенциал действия, поступивший от всех дендритов нейрона. В структуре аксона есть микротрубочки, но почти нет органелл. Питание и рост этого отростка полностью зависит от тела нейронов. При повреждениях аксона их периферическая часть погибает, а тело и оставшаяся часть остаются жизнеспособными. И иногда нейрон может отрастить новый аксон. Диаметр аксона всего несколько микрометров, а вот длина может достигать 1 метра. Таковы, например, аксоны нейронов спинного мозга, которые иннервируют конечности человека.

Миелинизация аксона

Оболочка длинных отростков нейрона образована клетками Шванна. Эти клетки обхватывают участки аксона, а их язычок обворачивается вокруг него. Цитоплазма клеток Шванна почти полностью утрачивается и остается только мембрана из липопротеидов (миелина). Предназначение миелиновой оболочки длинных отростков тел нейрона – обеспечение электрической изоляции, что приводит к увеличению скорости нервного импульса (с 2 м/сек до 120 м/сек.). Оболочка имеет разрывы – перетяжки Ранвье. В этих местах импульс, как ток гальванического характера, свободно выходит в среду и входит обратно. И именно в перетяжках Ранвье происходит возникновение потенциала действия. Таким образом, импульс движется по аксону скачками – от перетяжки к перетяжке. Миелин белого цвета, именно это послужило критерием для деления нервного вещества на серое (тела нейронов) и белое (проводящие пути).

Кустики аксона

В своем окончании, аксон многократно разветвляется и формирует кустик. На окончании каждой веточки находится синапс – место контакта аксона с другим аксоном, дендритом, телом нейронов или соматическими клетками. Такое многократное разветвление позволяет достичь множественной иннервации и дублирования передачи импульса.

Синапс – место передачи нервного импульса

Синапсы – уникальные образования нейронов, где сигнал передается посредством веществ, называемых медиаторами. Потенциал действия (нервный импульс) достигает окончания отростка – аксонного утолщения, которое называется пресинаптической областью. Здесь находятся множественные пузырьки с медиаторами (везикулы). Нейромедиаторы – биологически активные молекулы, предназначенные для передачи нервного импульса (например, ацетилхолин в мышечных синапсах). Когда трансмембранный ток в виде потенциала действия доходит до синапса, он стимулирует работу мембранных насосов, и в клетку поступают ионы кальция. Они инициируют разрыв везикул, медиатор поступает в синаптическую щель и связывается с рецепторами постсинаптической мембраны преемника импульса. Это взаимодействие запускает работу натрий-калиевых насосов мембраны, и возникает новый потенциал действия, идентичный предыдущему.

Аксон и клетка-мишень

В процессе эмбриогенеза и постэмбриогенеза организма нейроны отращивают аксоны к тем клеткам, которые должны ими иннервироваться. И рост этот строго направлен. Механизмы роста нейронов открыты не так давно, и их часто сравнивают с хозяином, ведущим на поводке собачку. В нашем случае хозяин – тело нейрона, поводок – аксон, а собачка – точка роста аксона с псевдоподиями (ложноножками). Ориентировка и выбор направления роста аксона зависит от множества факторов. Механизм этот сложен и во многом еще не до конца изучен. Но факт остается фактом – аксон достигает именно своей клетки-мишени, а отростки двигательного нейрона, который отвечает за мизинец, отрастут именно в мышцы мизинца.

Законы работы аксона

При проведении нервного импульса по аксонам работает четыре главных закона:

• Закон анатомо-физиологической целостности. Проведение возможно только по неповрежденным отросткам нейронов. К этому правилу относится и повреждения в результате изменения проницаемости мембран (под действием наркотиков или ядов).
• Закон изоляции возбуждения. Один аксон – проведение одного возбуждения. Аксоны не делятся друг с другом нервными импульсами.
• Закон одностороннего проведения. Аксон проводит импульс либо центробежно, либо центростремительно.
• Закон отсутствия потерь. Это свойство бездекрементности – при проведении импульса он не затихает и не меняется.

Разновидности нейронов

Нейроны звездчатые, пирамидальные, зернистые, корзинчатые – такими они могут быть по форме тела. По количеству отростков нейроны бывают: биполярные (по одному дендриту и аксону) и мультиполярные (один аксон и множество дендритов). По функционалу нейроны сенсорные, вставные и исполнительные (моторные и двигательные). Выделяют нейроны типа Гольджи 1 и типа Гольджи 2. Эта классификация основана на длине отростка нейрона аксона. Первый тип – это когда аксон выходит далеко за область расположения тела (пирамидные нейроны коры больших полушарий). Второй тип – аксон находится в той же зоне, что и тело (нейроны мозжечка).

Нейроны – это нервные клетки нашего организма, которые распространяют информацию по всему телу при помощи электрических сигналов. Это помогает управлять всеми жизненно важными функциями организма. Всего у человека имеется около 100 млрд нейронов.

Нейроны являются основой нервной системы. Она включает в себя головной и спинной мозг, нервы и нервные окончания.

Как устроены нейроны?

Все нейроны имеют особое строение. У каждого нейрона есть тело (второе название - сома) и похожие на щупальца длинный и короткие отростки. Короткие отростки называют дендритами. Они принимают информацию от других нейронов. Длинный отросток всего один и называется он аксоном. Главная его роль – передать информацию от своего нейрона другим нервным клеткам.

Аксоны, объединяясь друг с другом, образуют нервы. Каждый аксон покрыт миелиновой оболочкой - жироподобным белым веществом. Эта обертка позволяет электрическому сигналу быстрее и надежнее передвигаться по всей нервной системе.

Что такое синапс?

Все нейроны соединяются друг с другом по одной схеме: аксон одного нейрона соединяется с телом или дендритами второго нейрона.

Место сближения двух нейронов называется синапсом. На теле только одного нейрона насчитывается от 1200 до 1800 синапсов.

Важно отметить, что два нейрона на месте синапса не соприкасаются, между ними находится синаптическая щель. Через эту щель проходит специальное вещество – медиатор, которое и обеспечивает передвижение нервного импульса от одного нейрона ко второму.

Какие функции выполняют нейроны?

Несмотря на то, что у всех нейронов есть основные функции приема и передачи информации, ученые разделяют их на разные группы.

По функциям нейроны бывают:

1) Чувствительные или афферентные – это нейроны, которые самые первые получают информацию от ощущений, таких как вкус, запах, боль, звук, температура.

2) Вставочные или промежуточные нейроны оправдывают свое название тем, что находятся и проводят нервный сигнал между чувствительными и двигательными нейронами.

3) Двигательные или эфферентные – нейроны, которые проводят сигнал от мозга к мышцам или железам.

По количеству отростков нейроны делят на:

1) Униполярные – имеют один отросток. Он играет роль как дендрита, так и аксона.

2) Биполярные – обладают двумя отростками: один дендрит и один аксон. Эти нейроны участвуют в зрительной, слуховой и обонятельных системах.

3) Псевдоуниполярные – нейроны, от тела которых отходит один отросток, который позже раздваивается.

4) Мультиполярные нейроны обладают большим количеством дендритов и всего одним аксоном. Находятся в головном и спинном мозге.

Восстанавливаются ли нервные клетки?

Долгое время считалось, что нервные клетки не восстанавливаются. Однако учёные из Каролинского института выяснили, что в день образуется до 700 нейронов. Новые нервные клетки формируются из стволовых клеток. Эти клетки отвечают за созревание мозга плода в утробе матери.

Не восстанавливаются нервные окончания, и поэтому человек теряет способность ходить при серьезных повреждениях спинного мозга.

Мы можем помочь сами себе в восстановлении нервных клеток. Для этого решайте сложные задачи, принимайте решения, находите выход из непростых ситуаций. Это стимулирует работу мозга и заставляет нервные клетки быстрее восстанавливаться.

Нервная система

Раздражимость или чувствительность – характерная черта всех живых организмов, означающая их способность реагировать на сигналы или раздражители.

Сигнал воспринимается рецептором и передается с помощью нервов и (или) гормонов к эффектору, который осуществляет специфическую реакцию или ответ.

Животные имеют две взаимосвязанные системы координации функций – нервную и гуморальную (см. таблицу).

Нервная регуляция

Гуморальная регуляция

Электрическое и химическое проведение (нервные импульсы и нейромедиаторы в синапсах)

Химическое проведение (гормоны) по КС

Быстрое проведение и ответ

Более медленное проведение и отстроченный ответ (исключение - адреналин)

В основном кратковременные изменения

В основном долговременные изменения

Специфический путь распространения сигнала

Неспецифический путь сигнала (с кровью по всему телу)к специфической мишени

Ответ часто узко локализован (например, один мускул)

Ответ может быть крайне генерализованным (например, рост)

Нервная система состоит из высокоспециализированных клеток со следующими функциями:

- восприятие сигналов – рецепторы;

- преобразование сигналов в электрические импульсы (трансдукция);

- проведение импульсов к другим специализированным клеткам – эффекторам, которые получив сигнал, дают ответ;

Связь между рецепторами и эффекторами осуществляют нейроны .

Нейрон – это структурно – функциональная единица НС.

Нейрон — электрически возбудимая клетка, которая обрабатывает, хранит и передает информацию с помощью электрических и химических сигналов. Нейрон имеет сложное строение и узкую специализацию. Нервная клетка содержит ядро, тело клетки и отростки (аксоны и дендриты).

В головном мозге человека насчитывается около 90—95 миллиардов нейронов. Нейроны могут соединяться друг с другом, образуя биологические нейронные сети.

Нейроны разделяют на рецепторные, эффекторные и вставочные.

Тело нейрона: ядро (с большим количеством ядерных пор) и органеллы (ЭПС, рибосомы, аппарат Гольджи, микротрубочки), а также из отростков (дендриты и аксоны).

Нейроглия – совокупность вспомогательных клеток НС; составляет 40% общего объема ЦНС.

• Аксон – длинный отросток нейрона; проводит импульс от тела клетки; покрыт миелиновой оболочкой (образует белое вещество мозга)
• Дендриты - короткие и сильно разветвлённые отростки нейрона; проводит импульс к телу клетки; не имеют оболочки

Важно! Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон.

Важно! Один нейрон может иметь связи со многими (до 20 тысяч) другими нейронами.

• чувствительные – передают возбуждение от органов чувств в спинной и головной мозг
• двигательные – передают возбуждение от головного и спинного мозга к мышцам и внутренним органам
• вставочные – осуществляют связь между чувствительными и двигательным нейронами, в спинном и головном мозге

Нервные отростки образуют нервные волокна.

Пучки нервных волокон образуют нервы.

Нервы – чувствительные (образованы дендритами), двигательные (образованы аксонами), смешанные (большинство нервов).

Синапс – это специализированный функциональный контакт между двумя возбудимыми клетками, служащий для передачи возбуждения

У нейронов синапс находится между аксоном одной клетки и дендритом другой; при этом физического контакта не происходит – они разделены пространством - синаптической щель.

Нервная система:

• периферическая (нервы и нервные узлы) – соматическая и автономная
• центральная (головной и спинной мозг)

В зависимости от характера иннервации НС:

• Соматическая – управляет деятельностью скелетной мускулатуры, подчиняется воле человека

• Вегетативная (автономная) – управляет деятельностью внутренних органов, желез, гладкой мускулатуры, не подчиняется воле человека

Соматическая нервная система – часть нервной системы человека, представляющая собой совокупность чувствительных и двигательных нервных волокон, иннервирующих мышцы (у позвоночных — скелетные), кожу, суставы.

Она представляет часть периферической нервной системы, которая занимается доставкой моторной (двигательной) и сенсорной (чувственной) информации до центральной нервной системы и обратно. Эта система состоит из нервов, прикрепленных к коже, органам чувств и всем мышцам скелета.

• спинномозговые нервы – 31 пара; связаны со спинным мозгом; содержат как двигательные, так и сенсорные нейроны, поэтому смешанные;
• черепномозговые нервы – 12 пар; отходят от головного мозга, иннервируют рецепторы головы (за исключением блуждающего нерва – иннервирует сердце, дыхание, пищеварительный тракт); бывают сенсорными, моторными (двигательными) и смешанными

Рефлекс – это быстрый автоматический ответ на раздражитель, осуществляемый без осознанного контроля головного мозга.

Рефлекторная дуга – путь, проходимый нервными импульсами от рецептора до рабочего органа.

• в ЦНС – по чувствительному пути;
• от ЦНС – к рабочему органу – по двигательному пути

- рецептор (окончание дендрита чувствительного нейрона) – воспринимает раздражение

- чувствительное (центростремительное) нервное волокно – передает возбуждение от рецептора к ЦНС

- нервный центр – группа вставочных нейронов, расположены на разных уровнях ЦНС; передает нервные импульсы с чувствительных нейронов на двигательные

- двигательное (центробежное) нервное волокно – передает возбуждение от ЦНС к исполнительному органу

Простая рефлекторная дуга: два нейрона – чувствительный и двигательный (пример – коленный рефлекс)

Сложная рефлекторная дуга: три нейрона – чувствительный, вставочный, двигательный (благодаря вставочным нейронам происходит обратная связь между рабочим органом и ЦНС, что позволяет вносить изменения в работу исполнительных органов)

Вегетативная (автономная) нервная система – управляет деятельностью внутренних органов, желез, гладкой мускулатуры, не подчиняется воле человека.

Делится на симпатическую и парасимпатическую.

Обе состоят из вегетативных ядер (скопления нейронов, лежащих в спинном и головном мозге), вегетативных узлов (скопления нейронов, нейронов, за пределами НС), нервных окончаний (в стенках рабочих органов)

Путь от центра до иннервируемого органа состоит из двух нейронов (в соматической - один).

Место выхода из ЦНС

От спинного мозга – в шейный, поясничный, грудной отделы

От ствола головного мозга и ствола крестцового отдела спинного мозга

Местоположение нервного узла (ганглия)

По обе стороны спинного мозга, за исключением нервных сплетений (непосредственно в этих сплетениях)

В иннервируемых органах или вблизи них

Медиаторы рефлекторной дуги

В предузловом волокне –

в послеузловом - норадреналин

В обоих волокнах - ацетилхолин

Названия основных узлов или нервов

Солнечное, легочное, сердечное сплетения, брыжеечный узел

Общие эффекты симпатической и парасимпатической НС на органы:

• Симпатическая НС – расширяет зрачки, угнетает слюноотделение, повышает частоту сокращений, расширяет сосуды сердца, расширяет бронхи, усиливает вентиляцию легких, угнетает перистальтику кишечника, угнетает секрецию пищеварительных соков усиливает потоотделение, удаляет с мочой лишний сахар; общий эффект – возбуждающий, повышает интенсивность обмена, снижает порог чувствительности; активизирует во время опасности, стресса, контролирует реакции на стресс

• Парасимпатическая НС – сужает зрачки, стимулирует слезотечение, уменьшает частоту сердечных сокращений, поддерживает тонус артериол кишечника, скелетных мышц, снижает кровяное давление, уменьшает вентиляцию легких, усиливает перистальтику кишечника, расширяет артериолы в коже лица, увеличивает выделение с мочой хлоридов; общий эффект – тормозящий, снижает или не влияет на интенсивность обмена, восстанавливает порог чувствительности; доминирует в состоянии покоя, контролирует функции в повседневных условиях

Центральная нервная система (ЦНС) – обеспечивает взаимосвязь всех частей НС и их координированную работу

У позвоночных ЦНС развивается из эктодермы (наружного зародышевого листка)

ЦНС – 3 оболочки:

- твердая мозговая (dura mater) - снаружи;

- мягкая мозговая оболочка (pia mater) – прилегает непосредственно к мозгу.

Головной мозг расположен в мозговом отделе черепа; содержит

- белое вещество - проводящие пути между головным мозгом и спинным, между отделами головного мозга

- серое вещество - в виде ядер внутри белого вещества; кора покрывающая большие полушария и мозжечок

Масса головного мозга – 1400-1600 грамм.

5 отделов:

• продолговатый мозг– продолжение спинного мозга; центры пищеварения, дыхания, сердечной деятельности, рвота, кашель, чихание, глотание, слюноотделение, проводящая функция
• задний мозг – состоит из варолиевого моста и мозжечка; варолиев мост связывает мозжечок и продолговатый мозг с большими полушариями; мозжечок регулирует двигательные акты (равновесие, координация движений, поддержание позы)
• промежуточный мозг– регуляция сложных двигательных рефлексов; координация работы внутренних органов; осуществление гуморальной регуляции;
• средний мозг – поддержание тонуса мыщц, ориентировочные, сторожевые, оборонительные рефлексы на зрительные и звуковые раздражители;
• передний мозг (большие полушария) – осуществление психической деятельности (память, речь, мышление).

Промежуточный мозг включает таламус, гипоталамус, эпиталамус

Таламус – подкорковый центр всех видов чувствительности (кроме обонятельного), регулирует внешнее проявление эмоций (мимика, жесты, изменение пульса, дыхания)

Гипоталамус – центры вегетативной НС, обеспечивают постоянство внутренней среды, регулируют обмен веществ, температуру тела, чувство жажды, голода, насыщения, сна, бодрствования; гипоталамус контролирует работу гипофиза

Эпиталамус – участие в работе обонятельного анализатора

Передний мозг имеет два больших полушария: левое и правое

• Серое вещество (кора) находится сверху полушарий, белое – внутри

• Белое вещество – это проводящие пути полушарий; среди него – ядра серого вещества (подкорковые структуры)

Кора больших полушарий – слой серого вещества, 2-4 мм в толщину; имеет многочисленные складки, извилины

Каждое полушарие разделено бороздами на доли:

- лобная – вкусовая, обонятельная, двигательная, кожно- мускульная зоны;

- теменная – двигательная, кожно- мускульная зоны;

- височная – слуховая зона;

- затылочная – зрительная зона.

Важно! Каждое полушарие отвечает за противоположную сторону тела.

• Левое полушарие – аналитическое; отвечает за абстрактное мышление, письменную и устную речь;

• Правое полушарие – синтетическое; отвечает за образное мышление.

Спинной мозг расположен в костном позвоночном канале; имеет вид белого шнура, длина 1м; на передней и задней сторонах есть глубокие продольные борозды

В самом центре спинного мозга – центральный канал, заполненный спинномозговой жидкостью.

Канал окружен серым веществом (имеет вид бабочки), который окружен белым веществом.

• В белом веществе – восходящие (аксоны нейронов спинного мозга) и нисходящие пути (аксоны нейронов головного мозга)

• Серое вещество напоминает контур бабочки, имеет три вида рогов.

- передние рога – в них расположены двигательные нейроны (мотонейроны) – их аксоны иннервируют скелетные мышцы

- задние рога – содержат вставочные нейроны – связывают чувствительные и двигательные нейроны

- боковые рога – содержат вегетативные нейроны – их аксоны идут на периферию к вегетативным узлам

Спинной мозг – 31 сегмент; от каждого сегмента отходит 1 пара смешанных спинномозговых нервов, имеющих по паре корешков:

- передний (аксоны двигательных нейронов);

- задний (аксоны чувствительных нейронов.

Функции спинного мозга:

- рефлекторная – осуществление простых рефлексов (сосудодвигательных, дыхательных, дефекации, мочеиспускания, половых);

- проводниковая – проводит нервные импульсы от и к головному мозгу.

Повреждение спинного мозга приводит к нарушению проводниковых функций, вследствие чего – паралич.

Человеческий мозг – это центральная часть нервной системы. Здесь осуществляется управление всеми процессами, происходящими в организме, на основе информации, поступающей от внешнего мира.

Нейроны головного мозга – это структурные функциональные единицы нервной ткани, обеспечивающие способность живых организмов приспосабливаться к изменениям внешней среды. Человеческий мозг состоит из нейронов.

Функции нейронов головного мозга:

• передача информации об изменениях внешней среды;
• запоминание информации на длительный срок;
• создание образа внешнего мира на основе полученных сведений;
• организация оптимального поведения человека.

Все эти задачи подчинены одной цели – обеспечению живому организму успеха в борьбе за существование.

В этой статье будут рассмотрены следующие особенности нейронов:

• строение;
• взаимосвязь между собой;
• виды;
• развитие в разные периоды жизни человека.

Также в конце статьи вас ждут рекомендации, как поддерживать нервные ткани в здоровом состоянии.

В левом полушарии мозга содержится на 200 000 000 нейронов больше, чем в правом.

Строение нервной клетки

Нейроны в мозге имеют неправильную форму, они могут быть похожи на листик или цветок, обладать различными бороздами и извилинами. Цветовая палитра также разнообразна. Ученые полагают, что существует взаимосвязь между цветом и формой клетки и ее назначением.

Например, рецептивные поля клеток проекционной области зрительной коры имеют вытянутую форму, это помогает им избирательно реагировать на отдельные фрагменты линий с различной ориентацией в пространстве.

Каждая клетка имеет тело и отростки. В мозговой ткани принято выделять серое и белое вещество. Тела нейронов вместе с глиальными клетками, обеспечивающими защиту, изоляцию и сохранение структуры нервной ткани, составляют серое вещество. Отростки, организованные в пучки в соответствии с функциональным назначением, – это белое вещество.

Соотношение нейронов и глии у человека равно 1:10.

• аксоны – имеют удлиненный вид, на конце ветвятся на терминали – нервные окончания, которые необходимы для передачи импульса к другим клеткам;
• дендриты – более короткие, чем аксоны, также имеют разветвленную структуру; через них нейрон получает информацию.

Нерв – это скопление многочисленных аксонов, принадлежащих разным нервным клеткам.

Синаптические связи

В основе формирования нейронных сетей лежит электрическое возбуждение, которое состоит из двух процессов:

• запуск электрического возбуждения от энергии внешних воздействий – происходит за счет особой чувствительности мембран, расположенных на дендритах;
• запуск клеточной активности на основании полученного сигнала и воздействие на другие структурные единицы нервной системы.

Быстродействие нейронов исчисляется несколькими миллисекундами.

Нейроны связаны между собой посредством специальных структур – синапсов. Они состоят из пресинаптической и постсинаптической мембран, между которыми находится синаптическая щель, заполненная жидкостью.

По характеру действия синапсы могут быть возбуждающими и тормозными. Передача сигналов может быть химической и электрической.

В первом случае на пресинаптической мембране синтезируются нейромедиаторы, которые поступают на рецепторы постсинаптической мембраны другой клетки из специальных пузырьков – везикул. После их воздействия в соседний нейрон могут массированно поступать ионы определенного вида. Это происходит через калийные и натриевые каналы. В обычном состоянии они закрыты, внутри клетки находятся отрицательно заряженные ионы, а снаружи – положительно. Следовательно, на оболочке образуется разница напряжений. Это потенциал покоя. После попадания положительно заряженных ионов внутрь возникает потенциал действия – нервный импульс.

Баланс клетки восстанавливается с помощью специализированных белков – калиево-натриевых насосов.

Свойства химических синапсов:

• возбуждение осуществляется только в одном направлении;
• наличие задержки от 0,5 до 2 мс при передаче сигнала, связанной с длительностью процессов выделения медиатора, его передачи, взаимодействия с рецептором и образования потенциала действия;
• может возникать утомление, вызванное истощением запаса медиатора или появлением стойкой деполяризации мембраны;
• высокая чувствительность к ядам, лекарственным препаратам и другим биологически активным веществам.

В настоящее время известно более 100 нейромедиаторов. Примеры этих веществ – дофамин, норадреналин, ацетилхолин.

Для электрической передачи характерна узкая синаптическая щель и пониженное сопротивление между мембранами. В таком случае потенциал, созданный на пресинаптической мембране, вызывает распространение возбуждения на постсинаптической мембране.

Свойства электрических синапсов:

• скорость передачи информации выше, чем в химических синапсах;
• возможна как односторонняя, так и двусторонняя передача сигнала (в обратную сторону).

Также существуют смешанные синапсы, в них возбуждение может передаваться как с помощью нейромедиаторов, так и с помощью электрических импульсов.

Особенности развития мозговой ткани

Структуры мозга продолжают формироваться до 3 лет. Масса мозга удваивается к концу первого года жизни ребенка.

Зрелость нервной ткани определяется степенью развития двух процессов:

• миелинизация – образование изолирующих оболочек;
• синаптогенез – формирование синаптических связей.

Именно поэтому в этот период особенно опасны инфекции и вирусы, оказывающие вредное воздействие на мозг. Это можно сравнить с автомобильной аварией: столкновение на маленькой скорости принесет меньший урон, чем на большой. Так и здесь – вмешательство в активный процесс созревания может нанести огромный вред и привести к печальным последствиям – ДЦП, олигофрении или задержке психического развития.

Стабилизация психофизиологических характеристик индивида происходит в 20 – 25 лет.

Процесс развития отдельной нервной клетки начинается с образования, имеющего специфическую электрическую активность. Его отростки, вытягиваясь, проникают в окружающие ткани и устанавливают синаптические контакты. Таким образом происходит иннервация (управление) всеми органами и системами организма. Данный процесс контролируется более чем половиной генов человека.

Клетки объединяются в особые связанные структуры – нейросети, которые выполняют конкретные функции.

Одно из научных предположений гласит, что иерархия структуры нейронов в головном мозге напоминает устройство Вселенной.

Развитие нейронов, их специализация, продолжается в течение всей жизни человека. У взрослого и младенца число нейронов приблизительно совпадает, но длина отростков и их количество отличается во много раз. Это связано с обучением и формированием новых связей.

Продолжительность существования нервных клеток и их хозяина чаще всего совпадает.

Виды нервных клеток

Каждый элемент в нейронной системе мозга выполняет определенную функцию. Рассмотрим, за что отвечают определенные виды нейронов.

Большая часть рецепторных нейронов располагается в спинном мозге, их функция – передавать сигнал от рецепторов органов чувств в центральную нервную систему.

Здесь сходятся пути от клеток-детекторов, кратковременной и долговременной памяти и осуществляется принятие решения в ответ на входящий сигнал. Далее поступает команда в премоторные зоны, и формируется реакция.

Они транслируют сигнал к органам и тканям. Эти нейроны имеют длинные аксоны. Мотонейроны – это эффекторные клетки, аксоны которых образуют нервные волокна, ведущие к мышцам. Эффекторные нейроны, регулирующие деятельность вегетативной нервной системы (к ней относятся обмен веществ, управление внутренними органами, дыхание, сердцебиение – все, что происходит без сознательного контроля), находятся за пределами головного мозга.

Еще их называют контактными или вставочными – эти клетки являются связующим звеном между рецепторами и эффекторами.

Данные нейроны обнаружены в различных участках центральной нервной системы. Считается, что эволюционно они появились для того, чтобы детеныши лучше и быстрее устраивались в окружающем мире.

Клетки были обнаружены в результате опыта с обезьянами. Животное доставало еду из кормушки специальными инструментами. Когда ученый делал то же самое, было выявлено, что у подопытной особи активируются определенные участки коры, как будто бы это делала она сама.

На работе зеркальных нейронов базируются эмпатия, социальные навыки, обучение, повторение, имитация. Способность прогнозировать тоже относится к этим клеткам.

Ученые установили: отчетливо представлять и делать – почти одно и то же. Такой метод психотерапии как визуализация построен на этом постулате.

Зеркальный нейроны – основа передачи культурного пласта от поколения к поколению и его наращивания. Например, обучаясь живописи, сначала мы повторяем уже существующие способы, то есть имитируем. А потом, на основе этого опыта, создаются оригинальные работы.

Нейроны новизны впервые были обнаружены при исследовании лягушек, впоследствии были найдены и у человека. Эти клетки перестают отвечать на повторяющийся стимул. Изменение же сигнала, наоборот, провоцирует их активацию.

Клетки тождества определяют повторяющийся сигнал, что позволяет выдать ранее использовавшуюся реакцию, иногда даже опережая стимул – экстраполярный ответ.

Их совместное действие подчеркивает новизну, ослабляет влияние привычных стимулов и оптимизирует время формирования ответного поведения.

Заболевания, связанные с дефектами нервной ткани

В основе многих расстройств здоровья человека могут лежать различные нарушения нейронных связей головного мозга.

Ученые полагают, что аутизм связан с неразвитостью или дисфункцией зеркальных нейронов. Малыш, смотря на взрослого, не может понять поведение и эмоции другого человека и спрогнозировать его действия. Зарождается страх. Защитная реакция – замыкание в себе.

Причина нарушения двигательных функции при данном недуге – повреждение и гибель нейронов, продуцирующих дофамин.

Одной из возможных причин является снижение производства нейромедиатора ацетилхолина. Второй вариант – накопление в нервной ткани амилоидных бляшек – патологического белкового налета.

Одна из теорий гласит, что между клетками мозга шизофреника имеется нарушение контактов. Исследования показали, что у таких людей неправильно работают гены, отвечающие за выделение нейромедиаторов в синапсах. Еще одна версия – излишняя выработка дофамина. Третья теория происхождения заболевания – снижение скорости прохождения нервных импульсов вследствие повреждения миелиновых оболочек.

Нейродегеративные заболевания (связанные с гибелью нейронов) дают о себе знать тогда, когда большая часть клеток погибла, поэтому лечение начинается на поздних стадиях. Человек выглядит здоровым, признаков болезни нет, а опасный процесс уже запущен. Это происходит от того, что человеческий мозг очень пластичен и имеет мощные компенсаторные механизмы. Пример: когда умирают нейроны-производители дофамина при болезни Паркинсона, оставшиеся клетки продуцируют большее количество вещества. Также увеличивается чувствительность к нейромедиатору клеток, принимающих сигнал. Какое-то время эти процессы не дают проявляться симптомам болезни.

При недугах, вызванных аномалиями хромосом (синдром Дауна, синдром Вильямса), обнаруживаются патологические виды нервных клеток.

Как сохранить нервные клетки здоровыми

Сохранение нейронов в здоровом состоянии – залог счастливой жизни и возможности вести активный образ жизни в пожилом возрасте. Наши рекомендации помогут вам в этом.

1. Интеллектуальная деятельность в течение жизни способствует сохранению работоспособности до старости. Необходимо давать нервным клеткам нагрузку, создавать новые нейронные связи и укреплять старые, тренировать мозг.
2. Питаться нужно полезными продуктами, содержащими жиры, так как оболочка нейронов состоит, по сути, из жиров – липидов.
3. Пить больше жидкости – мозг состоит на 75% из воды. По этой же причине не следует злоупотреблять алкоголем, так как он обезвоживает организм.
4. Чтобы помочь нейронам головного мозга проснуться с утра, хорошо дать им небольшую разминку, например, разгадать кроссворд, вспомнить несколько слов иностранного языка, решить математическую задачу.
5. Дышать свежим воздухом – 20% от вдыхаемого кислорода потребляет головной мозг.
6. Физические упражнения улучшают кровообращение во всем организме, а кровь снабжает мозг кислородом.
7. Сон не менее 7-9 часов в сутки. Когда мы спим, полученная за день информация систематизируется: всем известно, что Менделеев увидел периодическую систему химических элементов во сне. Если человек отдыхает недостаточно, ресурсы мозга будут истощаться.

Заключение

Пластичность нейронов головного мозга позволяет не только выполнять генетически заданные программы, но и выстраивать новые. По образу и подобию человеческой нервной системы ведутся работы в области создания искусственного интеллекта. Существует множество научных споров об этичности, возможностях и опасностях данных разработок. В настоящее время исследователи рассматривают новые концепции образования нервных связей, применяя сложнейшие математические методы. Человеческий мозг до сих пор таит в себе множество загадок, которые еще предстоит раскрыть ученым.