Ramificarea lăstarilor lungi. Tesut nervos
Să luăm în considerare mai detaliat structura proceselor neuronale și diferențele dintre ele. După cum sa menționat deja, diferența definitorie dintre procese este funcțională, adică. direcția de conducere a impulsului nervos: de-a lungul axonului se efectuează din corpul celular, de-a lungul dendritei - către corp. Există o serie de diferențe anatomice, dar nu sunt absolute și sunt posibile o serie de excepții de la ele. Cu toate acestea, axonii și dendritele tipice au următoarele caracteristici:
Cu toate acestea, știm că avem rețele neuronale de care să le mulțumim pentru o mare parte din funcționarea noastră cognitivă superioară. Din punct de vedere istoric, viziunea dominantă asupra funcției sistemului nervos a fost cea a unui asociat stimul-răspuns. În acest concept, procesarea neuronală începe cu stimuli care activează neuronii senzoriali, producând semnale care se propagă prin circuite de conexiuni în măduva spinăriiși creierul, care în cele din urmă duce la activarea neuronilor motori și, prin urmare, la contracția musculară sau la alte răspunsuri deschise.
1. Există un axon și mai multe dendrite (deși există neuroni cu o singură dendrite).
2. Dendrita este mai scurtă decât axonul. Lungimea dendritei nu este de obicei mai mare de 700 µm, iar axonul poate atinge o lungime de 1 m.
3. Dendrita se îndepărtează ușor de corpul neuronului și devine treptat mai subțire. Axonul, îndepărtându-se de corpul celular, practic nu își schimbă diametrul pe toată lungimea sa. Diametrul diferiților axoni variază de la 0,3 la 16 µm. Viteza de conducere a impulsului nervos depinde de grosimea lor - cu cât axonul este mai gros, cu atât viteza este mai mare. Zona adiacentă corpului neuronului (dealul axonului) este mai groasă decât restul axonului.
S-a descoperit că neuronii sunt capabili să producă secvențe regulate de potențiale de acțiune chiar și în izolare completă. Atunci când neuronii activi intralanț sunt conectați între ei în circuite complexe, capacitatea de a genera modele temporale complexe devine mult mai extinsă. Conceptul modern vede funcția sistemului nervos parțial în termeni de lanțuri stimul-răspuns și parțial în termenii propriilor forme de activitate; ambele activități interacționează între ele pentru a crea un repertoriu complet de comportament.
4. Dendritele se ramifică pe toată lungimea lor sub unghi ascutit, dihotomică (furtuită), ramificarea începe din corpul celular. Axonul se ramifică de obicei doar la capăt, formând contacte (sinapse) cu alte celule. Ramurile finale ale axonului se numesc terminale. În unele locuri, ramurile subțiri - colaterale - se pot extinde de la axoni în unghi drept.
De la descoperirea lui Hebb, neurologii au continuat să găsească dovezi ale plasticității și modificării în rețele neuronale. Sistemul nervos este principalul sistem de control, reglare și comunicare din organism. Activitățile sale pot fi grupate în trei funcții generale, care se suprapun.
Milioane de receptori senzoriali detectează modificări, numite stimuli, care apar în interiorul și în afara corpului. Ei controlează lucruri precum temperatura, lumina și sunetul din mediul extern. În interiorul corpului mediu intern, receptorii detectează modificări ale presiunii, pH-ului, concentrației de dioxid de carbon și nivelurilor diverșilor electroliți. Toate aceste informații colectate se numesc input senzorial.
5. Dendritele (cel puțin în sistemul nervos central) nu au o teacă de mielină axonii sunt adesea înconjurați de o teacă de mielină (vezi mai jos despre teaca de mielină);
În plus, uneori există excrescențe pe ramurile dendritei - spini, care sunt caracteristice caracteristică structurală dendrite, în special în cortex emisfere cerebrale(Fig. 6). Coloana vertebrală este formată din două părți - corpul și capul, a căror dimensiune și formă variază. Tepii măresc semnificativ suprafața postsinaptică a dendritei. Sunt formațiuni labile și când diverse influențe(sau diferit stări funcționale) își pot schimba configurația, degenerează și reapară. Ca urmare, numărul de sinapse crește sau scade, se modifică eficiența transmiterii unui semnal nervos în ele etc.
Intrările senzoriale sunt convertite în semnale electrice numite impulsuri nervoase, care sunt transmise creierului. Acolo, semnalele sunt combinate pentru a crea senzații, pentru a crea gânduri sau pentru a fi adăugate în memorie. Deciziile sunt luate moment în moment pe baza aportului senzorial.
Pe baza aportului senzorial și a integrării, sistem nervos reacționează trimițând semnale mușchilor, făcându-i să se contracte, sau glandelor, determinându-i să producă secreții. Mușchii și glandele sunt numiți efectori deoarece produc un efect ca răspuns la direcțiile de la sistemul nervos. Aceasta este puterea motorului sau funcția motorului.
Acum că am examinat structura dendritelor și a axonilor, ar trebui să studiem structura sinapsei mai detaliat. O sinapsă constând dintr-un terminal pre- și unul postsinaptic se numește simplă. Cu toate acestea, majoritatea sinapselor din SNC sunt complexe. În astfel de sinapse, un axon poate intra în contact cu mai multe dendrite simultan, datorită mai multor procese membranare la capătul său. Invers, o dendrita, datorita spinilor ei, poate intra in contact cu mai multi axoni. Structurile sinaptice au o structură și mai complexă. glomeruli(glomeruli) - grupuri compacte de terminații procesele nervoase celule diferite, formând un numar mare de sinapse reciproce. De obicei, glomerulii sunt înconjurați de o teacă de celule gliale. Prezența glomerulilor este caracteristică în special în acele zone ale creierului unde are loc cea mai complexă procesare a semnalului - în cortexul cerebral și cerebel, în talamus.
Deși sistemul nervos este foarte complex, există doar două tipuri principale de celule în țesutul nervos. Celula nervoasă reală este un neuron. Este celula „conductoare” care transmite impulsuri și este unitatea structurală a sistemului nervos. Un alt tip de celulă este neuroglia sau celula glială. Cuvântul „neuroglia” înseamnă „clei nervos”. Aceste celule sunt neconductoare și oferă un sistem de sprijin pentru neuroni. Sunt un tip special de țesut conjunctiv„pentru sistemul nervos.
Neuronii sau celulele nervoase îndeplinesc funcțiile sistemului nervos prin conducerea impulsurilor nervoase. Sunt foarte specializati si amitotici. Aceasta înseamnă că dacă un neuron este distrus, acesta nu poate fi înlocuit, deoarece neuronii nu trec prin mitoză. Figura de mai jos arată structura unui neuron tipic.
Deci, un neuron este format dintr-un corp (soma) și procese. De regulă, unul dintre procese este semnificativ mai lung decât celelalte. Un proces atât de lung se numește fibra nervoasa. În SNC este întotdeauna un axon; in sistemul nervos periferic acesta poate fi fie un axon, fie o dendrita. Impulsurile nervoase de natură electrică sunt transportate de-a lungul fibrelor și, prin urmare, fiecare fibră are nevoie de o înveliș izolator.
Fiecare neuron are trei părți principale: un corp celular, una sau mai multe dendrite și un axon. În multe privințe, corpul celular este similar cu alte tipuri de celule. Are un nucleu cu cel puțin un nucleol și conține multe dintre organele citoplasmatice tipice. Deoarece centriolii funcționează în diviziune celulara, faptul că neuronii nu posedă aceste organele este în concordanță cu natura amitotică a celulei.
Dendritele și axonii sunt prelungiri citoplasmatice sau procese care se proiectează din corpul celulei. Uneori sunt numite fibre. Dendritele sunt de obicei, dar nu întotdeauna, scurte și ramificate, ceea ce le mărește suprafața de recepție a semnalelor de la alți neuroni. Numărul de dendrite de pe un neuron se modifică. Ele sunt numite procese aferente deoarece transmit impulsuri către corpul celular al neuronului. Există un singur axon care se proiectează din fiecare corp celular. De obicei este alungită și pentru că transportă impulsurile departe de corpul celular, se numește proces eferent.
În funcție de tipul de teacă, toate fibrele sunt împărțite în mielina(pulpoasă) și nemielinizată(fără pulpă). Fibrele nervoase nemielinice sunt acoperite doar de o teacă formată de corpul celulei Schwann (neurogliale). Aceste fibre au un diametru mic și sunt complet sau parțial scufundate în invaginarea celulei Schwann. O celulă Schwann poate forma o înveliș în jurul mai multor axoni de diametre diferite. Astfel de fibre sunt numite fibre de tip cablu (Fig. 7). Deoarece lungimea axonului este semnificativă mai multe dimensiuni Celulele Schwann, teaca axonală este formată din lanțuri de celule neurogliale. Viteza de transmitere a impulsului nervos de-a lungul unor astfel de fibre este de 0,5-2 m/s.
Un axon poate avea ramuri rare numite colaterale axonilor. Axonii și colateralele axonilor se termină în multe ramuri scurte sau telodendrii. Capetele distale ale telodendriilor sunt ușor mărite pentru a forma bulbi sinaptici. Mulți axoni sunt înconjurați de o substanță grasă albă segmentată numită mielină sau înveliș de mielină. Zonele nemielinice dintre segmentele de mielină sunt numite noduri de Ranvier.
În sistemul nervos periferic, mielina este produsă de celulele Schwann. Citoplasma, nucleul și membrana celulară exterioară a celulei Schwann formează o acoperire densă în jurul mielinei și în jurul axonului însuși la nodurile lui Ranvier. Acest înveliș este neurilema care joacă rol importantîn regenerarea fibrelor nervoase.
Multe fibre nervoase au o teacă de mielină. De asemenea, este produs de celulele neurogliale. Când se formează o astfel de înveliș, un oligodendrocit (în sistemul nervos central) sau o celulă Schwann (în sistemul nervos periferic) se înfășoară în jurul unei secțiuni a fibrei nervoase (Fig. 8). După aceasta, se formează o excrescență sub forma unei limbi, care se răsucește în jurul fibrei, formând straturi de membrană (citoplasma este stoarsă din „limbă”). Astfel, teaca de mielina este formata din straturi duble membrana celularași în felul meu compoziție chimică este o lipoproteină, adică o combinație de lipide (substanțe asemănătoare grăsimilor) și proteine. Învelișul de mielină asigură cel mai eficient izolarea electrică a fibrei nervoase. Un impuls nervos este condus printr-o astfel de fibră mai repede decât prin una fără mielină (viteza de conducere poate ajunge la 120 m/s). Învelișul de mielină începe ușor departe de corpul neuronului și se termină la aproximativ 2 µm de sinapsă. Este format din cilindri de 1,5-2 mm lungime, fiecare dintre care este format din propria sa celulă glială. Cilindrii separă nodurile lui Ranvier - zone ale fibrei neacoperite cu mielină (lungimea lor este de 0,5-2,5 microni), care joacă un rol important în conducerea rapidă a impulsurilor nervoase. La interceptări, colateralele se pot îndepărta de axon. Pe partea superioară a tecii de mielină, fibrele pulpei au și o teacă exterioară - neurilema, formată din citoplasmă și nucleul celulelor neurogliale.
Functional, neuronii sunt clasificati ca aferenti, eferenti sau interneuroni in functie de directia in care transmit impulsurile in raport cu sistemul nervos central. Au de obicei dendrite lungi și axoni relativ scurti. Neuronii eferenți au de obicei dendrite scurte și axoni lungi. Au dendrite scurte și pot avea un axon scurt sau lung.
Celulele neurogliale nu conduc impulsurile nervoase, ci susțin, hrănesc și protejează neuronii. Sunt mult mai numeroși decât neuronii și, spre deosebire de neuroni, sunt capabili de mitoză. Sistemul nervos este împărțit în general în două diviziuni: sistemul nervos central și sistemul nervos periferic.
Mielina are culoare alba. Această proprietate a făcut posibilă împărțirea substanței sistemului nervos în gri și alb. Corpurile celulare ale neuronilor și procesele lor scurte formează un mai întunecat materie cenusie, iar fibrele sunt materie albă.
Țesutul nervos este format din celule nervoase - neuroni și celule neurogliale. În plus, conține celule receptori. Celulele nervoase pot fi excitate și pot transmite impulsuri electrice.
Creierul și măduva spinării sunt organe ale sistemului nervos central. Deoarece sunt atât de vitale, creierul și măduva spinării, situate în cavitatea măduvei spinării, sunt închise în os pentru protecție. Creierul este situat în bolta craniană, iar măduva spinării este situată în canalul rahidian coloană vertebrală. Chiar dacă sunt considerați doi corpuri separate, creierul și măduva spinării sunt continue la miez.
Sunt trei straturi meningeleîn jurul creierului și măduvei spinării. Stratul exterior, dura mater, este țesut conjunctiv fibros alb dur. Stratul mijlociu meningele este arahnoid, seamănă cu o pânză de păianjen aspect, reprezintă strat subțire cu numeroase filamente filiforme care o ataseaza de stratul cel mai interior. Spațiul de sub spațiul arahnoid subarahnoidian este umplut fluid cerebrospinalși conține vase de sânge.
Neuronii constau dintr-un corp celular cu un diametru de 3–100 µm, care conține nucleul și organele și procesele citoplasmatice. Procesele scurte care conduc impulsurile către corpul celular se numesc dendrite; procesele mai lungi (până la câțiva metri) și subțiri care conduc impulsurile din corpul celular către alte celule se numesc axoni. Axonii se conectează la neuronii vecini la sinapse.
Piama este stratul cel mai interior al meningelor. Această membrană subțire și delicată este strâns legată de suprafața creierului și a măduvei spinării și nu poate fi tăiată fără a deteriora suprafața. Meningioamele sunt tumori ale țesutului nervos care acoperă creierul și măduva spinării. Deși meningioamele nu se răspândesc de obicei, medicii le tratează adesea ca și cum ar fi canceroase pentru a trata simptomele care se pot dezvolta atunci când tumora pune presiune asupra creierului.
Creierul este împărțit în creier, medular, cerebel și cerebel. Cea mai mare și mai evidentă parte a creierului este creierul, care este împărțit de o fisură longitudinală profundă în două emisfere cerebrale. Cele două emisfere sunt două entități separate, dar sunt conectate printr-o bandă pliabilă de fibre albe numită calusul corpului, care oferă un canal de comunicare între cele două jumătăți.
fasciculele de fibre nervoase sunt colectate în nervi. Nervii sunt acoperiți cu o teacă de țesut conjunctiv - epineurium. Învelișul propriu acoperă, de asemenea, fiecare fibră individual. La fel ca neuronii, nervii sunt fie senzoriali (aferenti), fie motorii (eferenti). Există și nervi mixți care transmit impulsuri în ambele direcții. Fibrele nervoase sunt complet sau complet înconjurate celulele Schwann. Există goluri între tecile de mielină ale celulelor Schwann numite Interceptări Ranvier.
Fiecare emisferă cerebrală este împărțită în cinci lobi, dintre care patru au același nume cu osul de deasupra lor: lob frontal, lobul parietal, lobul occipital și lobul temporal. Al cincilea lob, insula sau insula Rail, se află adânc în șanțul lateral. Centrul intermediar este situat în centru și este aproape înconjurat de emisferele cerebrale. Include talamusul, hipotalamusul și epitalamusul. Talamusul, aproximativ 80 la sută din diencefal, este format din două mase ovale materie cenusie, care servesc drept stații releu pentru impulsurile senzoriale, cu excepția mirosului, care merg spre cortexul cerebral.
Celulele neurogliale sunt concentrate în sistemul nervos central, unde sunt de zece ori mai numeroase decât neuronii. Ele umplu spațiul dintre neuroni, oferindu-le nutrienți. Poate că celulele neurolgiei sunt implicate în stocarea informațiilor sub formă de coduri ARN. Când sunt deteriorate, celulele neurolgiei se divid activ, formând o cicatrice la locul leziunii; celulele neurolgie de alt tip se transformă în fagocite și protejează organismul de viruși și bacterii.
Hipotalamusul este o regiune mică sub talamus, care joacă un rol cheie în menținerea homeostaziei, deoarece reglează multe activități viscerale. Epitalamusul este partea cea mai dorsală a diencefalului. Această glandă mică este asociată cu debutul pubertății și ciclurile ritmice în organism. Este ca un ceas biologic.
Trunchiul cerebral este zona dintre diencefalși măduva spinării. Mezencefalul este cea mai mare parte a trunchiului cerebral. Pons este partea mediană convexă a trunchiului cerebral. Această regiune este compusă în principal din fibre nervoase care formează locuri de conducere între centrii superiori ai creierului și măduva spinării. Prolongata cerebri, sau pur și simplu cerebelul, se extinde sub pori. Este continuă cu măduva spinării la foramenul malumului.
Semnalele sunt transmise prin celule nervoase sub formă de impulsuri electrice. Studiile electrofiziologice au arătat că partea interioară a membranei axonului este încărcată negativ față de partea exterioară, iar diferența de potențial este de aproximativ –65 mV. Acest potențial, așa-zis potenţial de odihnă, se datorează diferenței dintre concentrațiile ionilor de potasiu și sodiu pe părțile opuse ale membranei.
Toate fibrele nervoase ascendente și descendente care leagă creierul și măduva spinării trec prin creier. Cerebelul, a doua cea mai mare parte a creierului, este situat mai jos lobii occipitali creier. Trei mănunchiuri pereche de fibre nervoase mielinice, numite pedunculi cerebelosi, formează căi de comunicare între cerebel și alte părți ale sistemului nervos central.
Măduva spinării se extinde de la deschiderea din partea superioară a craniului până la nivelul primei vertebre lombare. Snur continuu cu medular oblongataîn orificiul pentru pendul. La fel ca și creierul, măduva spinării este înconjurată de os, creier și lichid cefalorahidian. Măduva spinării este împărțită în 31 de segmente, fiecare segment dând naștere unei perechi de nervi spinali. La capătul distal al cordonului multe nervi spinali se extind dincolo de conul medular, formând o colecție care amintește de coada unui cal. În secțiune transversală, măduva spinării are formă ovală.
La stimularea unui axon soc electric potential pentru interior membrana crește la +40 mV. Potenţial de acţiune apare din cauza creșterii pe termen scurt a permeabilității membranei axonului pentru ionii de sodiu și a pătrunderii acestora din urmă în axon (aproximativ 10-6% din numărul total ioni Na + în celulă). După aproximativ 0,5 ms, permeabilitatea membranei la ionii de potasiu crește; ies din axon, restabilind potentialul original.
Măduva spinării are două funcții principale. Reflexele sunt reacții la stimuli care nu necesită gândire conștientă și, prin urmare, apar mai repede decât reacțiile care necesită procese mentale. De exemplu, cu reflectorul de anulare acțiune din reflexîndepărtează partea afectată înainte de a ști despre durere. Multe reflexe sunt mediate în măduva spinării fără a se deplasa în centrele superioare ale creierului.
- Servește ca o cale pentru impulsurile care merg către și dinspre creier.
- Impulsurile senzoriale se deplasează către creier de-a lungul tracturilor ascendente ale cordonului.
- Impulsurile motorii se deplasează de-a lungul tractului descendent.
- Servind ca centru reflex.
- Arcul reflex este unitatea funcțională a sistemului nervos.
Impulsuri nervoase parcurge de-a lungul axonilor sub forma unui val de depolarizare neamortizat. În termen de 1 ms după impuls, axonul revine la starea inițială și nu poate transmite impulsuri. Pentru încă 5-10 ms, axonul poate transmite doar impulsuri puternice. Viteza de transmitere a semnalului depinde de grosimea axonului: la axonii subțiri (până la 0,1 mm) este de 0,5 m/s, în timp ce la axonii de calmar gigant cu diametrul de 1 mm poate ajunge la 100 m/s. La vertebrate, nu secțiunile învecinate ale axonului sunt excitate una după alta, ci nodurile lui Ranvier; impulsul sare de la o interceptare la alta și se deplasează în general mai repede (până la 120 m/s) decât o serie de curenți scurti de-a lungul unei fibre nemielinice. O creștere a temperaturii crește viteza impulsurilor nervoase.
Transmiterea informațiilor la sinapsele chimice are loc într-o singură direcție. Un mecanism special de însumare permite ca impulsurile slabe de fond să fie filtrate înainte ca acestea să ajungă, de exemplu, la creier. Transmiterea impulsurilor poate fi, de asemenea, inhibată (de exemplu, ca urmare a influenței semnalelor venite de la alți neuroni asupra sinapsei). niste substanțe chimice influențează sinapsele, provocând una sau alta reacție. După funcționarea continuă, rezervele emițătorului sunt epuizate, iar sinapsa oprește temporar transmiterea unui semnal.
Prin unele sinapse, transmisia are loc electric: lățimea despicăturii sinaptice este de numai 2 nm, iar impulsurile trec prin sinapse fără întârziere.
