Brain Neurons - Geboorte en leven

Neuronen van de hersenen - een term op de hoorzitting van iedereen die dicht bij het onderwerp van hersenverlamming is, maar niet iedereen weet wat een neuron is, hoe het werkt en hoe het werkt.

Neuron, of neuron in het Grieks, is een vezel, een zenuw.

Neuronen zijn de zeer gespecialiseerde cellen die het zenuwstelsel vormen. De taak van neuronen is de uitwisseling van informatie tussen het lichaam en de hersenen.

Neuronen zijn elektrisch exciteerbare cellen die informatie verwerken, opslaan en verzenden met behulp van elektrische en chemische signalen.

Brain Neurons - Discovery History

Tot voor kort geloofden de meeste neurowetenschappers dat we werden geboren met een specifieke reeks neuronen en dit is het laatste cijfer. In de toekomst kunnen neuronen alleen sterven, maar kunnen ze niet herstellen. Blijkbaar is hier de stelling dat 'de zenuwcellen niet zijn hersteld'.

Met behulp van een reeks neuronen die bij de geboorte worden gegeven, bouwt het kind terwijl ze opgroeien ze op in ketens die overeenkomen met specifieke vaardigheden en ervaring. Deze ketens zijn dus informatiesnelwegen tussen de hersenen en verschillende delen van het lichaam. Wetenschappers geloofden dat nadat de neuronen van de hersenen een circuit hadden gecreëerd, het onmogelijk was om er nieuwe neuronen aan toe te voegen. Dit zal de informatiestroom verstoren en het communicatiesysteem van de hersenen uitschakelen.

In 1962 heeft het concept van neuronen een belangrijke verandering ondergaan. Neurobiologe Joseph Altman slaagde erin de geboorte te bewijzen van nieuwe neuronen in de hersenen van een volwassen rat. En in de daaropvolgende jaren werd bewijs geleverd van de migratie van nieuwe neuronen van hun geboorteplaats naar andere delen van de hersenen.

In 1983 werd het proces van geboorte van nieuwe neuronen vastgelegd in het brein van een volwassen aap.

Deze ontdekking was zo verbazingwekkend en ongelooflijk, en de mening over de neuronen van de hersenen is zo goed ingeburgerd dat veel wetenschappers weigerden te geloven in de mogelijkheid van dergelijke processen in het menselijk brein.

De laatste decennia hebben echter de geboorte van neuronen in de hersenen van een volwassene bewezen.

Voor sommige neurowetenschappers is neurosenese in het volwassen brein nog steeds een niet-bewezen theorie. Maar de meesten geloven dat de ontdekking van neurogenese ongelooflijke kansen op het gebied van menselijke neurologie opent.

Neuron structuur

De belangrijkste componenten van het neuron zijn:

• cellichaam met kern
• Cell Expansion - Axon en Dentrite
• terminal (axon-eindvertakking)
• glia (gliacellen)

Het centrale zenuwstelsel (inclusief de hersenen en het ruggenmerg) bestaat uit twee hoofdtypen cellen - neuronen en glia. Glia is kwantitatief superieur aan neuronen, maar het neuron blijft de belangrijkste cel van het zenuwstelsel.

Neuronen gebruiken elektrische impulsen en chemische signalen om informatie door te geven tussen verschillende delen van de hersenen, evenals tussen de hersenen en de rest van het zenuwstelsel.

Alles wat we denken, voelen en doen, zou onmogelijk zijn zonder het werk van neuronen en hun ondersteunende cellen, gliacellen.

Neuronen hebben drie hoofdonderdelen: het cellichaam en twee extensies, het axon en dendriet. In het cellichaam bevindt zich de kern, die de activiteit van de cel regelt en het genetisch materiaal van de cel bevat.

Axon ziet eruit als een lange staart, het is zijn taak om berichten te verzenden. Dendrieten zien eruit als takken van een boom en vervullen de functies van het ontvangen van berichten. Neuronen communiceren met elkaar via een kleine ruimte, een synaps genoemd, tussen axonen en dendrieten van naburige neuronen.

Er zijn drie klassen neuronen:

1. Sensorische neuronen dragen informatie van de zintuigen (zoals ogen, oren, neus) naar de hersenen.
2. Motorische (motor) neuronen regelen vrijwillige spieractiviteit, zoals spraak, en verzenden ook berichten van zenuwcellen naar spieren.
3. Alle andere neuronen worden interneuronen genoemd.

Neuronen zijn de meest uiteenlopende cellen in het lichaam. Binnen deze drie klassen van neuronen zijn er honderden verschillende typen, die elk bepaalde mogelijkheden voor gegevensoverdracht hebben.

Door met elkaar te communiceren, creëren neuronen unieke verbindingen, dit maakt ieder van ons anders dan hoe we denken, voelen en handelen.

Spiegelneuronen

Functies van spiegelneuronen zijn erg interessant. Spiegelneuronen zijn zo'n type hersenneuronen die niet alleen enthousiast zijn bij het uitvoeren van een actie op zichzelf, maar ook bij het observeren van hoe anderen deze actie uitvoeren.

Dus kan gezegd worden dat spiegelneuronen verantwoordelijk zijn voor imitatie of imitatie.

De studie van de principes van de werking van spiegelneuronen is veelbelovend in het oplossen van de problemen van revalidatie van hersenverlamming.

De geboorte van neuronen

De geboorte van nieuwe neuronen is nog steeds een kwestie waar de controverse niet stopt. Hoewel er onmiskenbaar bewijs is dat bevestigt dat neurogenese (de geboorte van neuronen) een proces is dat niet stopt gedurende het hele leven van een individu.

Neuronen worden geboren in speciale cellen die stamcellen worden genoemd. De wetenschap van stamcellen is vrij jong en er zijn meer vragen dan antwoorden in. Maar we weten dat de methode voor de behandeling van hersenverlamming met stamcellen al plaatsvindt en met succes wordt toegepast.

Neuron migratie

Een zeer interessante vraag - de migratie van neuronen! De geboorte van een neuron op verzoek van het zenuwstelsel is slechts de helft van de strijd, omdat het nog steeds moet komen waar het verzoek vandaan is gestuurd en waar het op wacht.

Hoe begrijpt een neuron waar te gaan en wat helpt het om daar te komen? Op dit moment hebben wetenschappers twee processen gezien van levering van neuronen van de geboorteplaats naar andere delen van de hersenen.

1. Beweging in speciale cellen - radiale glia. Deze cellen breiden hun vezels uit van de binnenste lagen van de hersenen naar de buitenste lagen. En neuronen glijden langs hen totdat ze hun bestemming bereiken.
2. Chemische signalen. Op het oppervlak van de neuronen werden speciale adhesiemoleculen gevonden die binden aan vergelijkbare moleculen op de aangrenzende gliacellen of axonen van de zenuw. En zo stuurt een signaal naar elkaar het neuron naar zijn uiteindelijke locatie.

Neuron-migratie door Radial Glia

Niet alle neuronen hebben dit pad met succes overwonnen. Er is een mening dat tweederde van de neuronen op de weg sterft. En sommigen die het overleefd hebben, dwalen af ​​en worden later op de verkeerde plaatsen in de keten ingebed.

Sommige wetenschappers vermoeden dat dergelijke fouten leiden tot schizofrenie, dyslexie en pediatrische epilepsie. Geen bewijs, alleen maar een aanname.

Neuron overlijden

Normaal gesproken zijn neuronen cellen met een lange levensduur in het menselijk lichaam. Maar soms beginnen ze massaal te sterven in bepaalde structuren van de hersenen, wat leidt tot verschillende ziekten van het zenuwstelsel. Soms kunnen de redenen voor hun dood worden vastgesteld, soms niet, de vraag blijft open.

Het is bijvoorbeeld bekend dat bij de ziekte van Parkinson neuronen die dopamine produceren in het gebied van de hersenen sterven dat de bewegingen van het lichaam regelt. Dit leidt tot problemen bij het initiëren van beweging. Wat dit proces triggert, is geen antwoord.

Bij de ziekte van Alzheimer accumuleren vijandige eiwitten in de neuronen en rond de neuronen in de neocortex en de hippocampus (delen van de hersenen) die het geheugen regelen. Wanneer deze neuronen sterven, verliezen mensen het vermogen om te onthouden en het vermogen om dagelijkse taken uit te voeren.

Hypoxie van de hersenen - leidt tot zuurstofhongering van neuronen en in de toekomst, als het proces niet op tijd wordt gestopt, tot hun dood.

Lichamelijk hersenletsel - leidt tot scheuring van verbindingen tussen neuronen. Neuronen leven dus, maar ze hebben niet het vermogen om met elkaar in wisselwerking te staan.

Kunstmatige neuron

Nader onderzoek naar de problemen van leven en dood van neuronen, geeft hoop voor de ontwikkeling van nieuwe behandelmethoden voor het zenuwstelsel.

Modern onderzoek laat zien dat zenuwcellen zich kunnen herstellen. Stamcellen kunnen alle soorten neuronen genereren. Misschien kunnen stamcellen worden gemanipuleerd en gestimuleerd in de geboorte van nieuwe neuronen van het vereiste type.

Dus, het proces van herstel, vernieuwing van de hersenen, vervanging van de dode neuronen door de neuronen van een nieuwe generatie klinkt niet zo fantastisch.

Misschien de term - kunstmatige neuronen van de hersenen, dit is onze niet zo verre toekomst.

Van de auteur

Beste vrienden en gasten, ik herinner u eraan dat alle blogartikelen alleen voor informatieve doeleinden zijn. Overleg met specialisten is vereist.

Als je het artikel leuk vond, kun je me vertellen - "Bedankt" door een reactie achter te laten of door op de sociale netwerkknoppen aan het einde van het artikel te klikken. Jouw mening is belangrijk voor mij!

Neuronen - wat is het. Typen en functies van hersenneuronen

Over de onuitputtelijke mogelijkheden van ons brein geschreven bergen van literatuur. Hij kan een enorme hoeveelheid informatie verwerken die zelfs moderne computers niet kunnen. Bovendien werken de hersenen onder normale omstandigheden onafgebroken gedurende 70-80 jaar of langer. En elk jaar neemt de duur van zijn leven en daarmee het leven van een persoon toe.

Effectief werk van dit meest belangrijke en in veel opzichten mysterieuze orgel wordt voornamelijk geleverd door twee soorten cellen: neuronen en glia. Het zijn neuronen die verantwoordelijk zijn voor het ontvangen en verwerken van informatie, geheugen, aandacht, denken, verbeeldingskracht en creativiteit.

Neuron en zijn structuur

Je kunt vaak horen dat iemands mentale vermogens de aanwezigheid van grijze materie garanderen. Wat is deze stof en waarom is het grijs? Deze kleur heeft de hersenschors, bestaande uit microscopisch kleine cellen. Dit zijn neuronen of zenuwcellen die zorgen voor het functioneren van onze hersenen en de controle over het hele menselijk lichaam.

Hoe is de zenuwcel

Een neuron, zoals elke levende cel, bestaat uit een kern en een cellulair lichaam, dat soma wordt genoemd. De grootte van de cel zelf is microscopisch - van 3 tot 100 micron. Dit belet echter niet dat het neuron een echte opslagplaats van verschillende informatie is. Elke zenuwcel bevat een volledige reeks genen - instructies voor de productie van eiwitten. Sommige van de eiwitten zijn betrokken bij de overdracht van informatie, anderen creëren een beschermend omhulsel rond de cel zelf, anderen zijn betrokken bij geheugenprocessen, ten vierde zorgen voor een verandering van gemoedstoestand, enz.

Zelfs een kleine fout in een van de programma's voor de productie van sommige eiwitten kan leiden tot ernstige gevolgen, ziekte, psychische stoornissen, dementie, enz.

Elke neuron is omgeven door een beschermende omhulling van gliacellen, deze vullen letterlijk de volledige intercellulaire ruimte en vormen 40% van de substantie van de hersenen. Een glia of een verzameling gliacellen vervult zeer belangrijke functies: het beschermt neuronen tegen ongunstige externe invloeden, levert voedingsstoffen aan zenuwcellen en verwijdert hun metabole producten.

Gliacellen bewaken de gezondheid en integriteit van neuronen, daarom laten ze niet toe dat veel vreemde chemische stoffen de zenuwcellen binnendringen. Inclusief medicijnen. Daarom is de effectiviteit van verschillende geneesmiddelen die zijn ontworpen om de activiteit van de hersenen te versterken volkomen onvoorspelbaar en handelen ze op elke persoon anders.

Dendrieten en axons

Ondanks de complexiteit van het neuron speelt het op zichzelf geen rol van betekenis in de hersenen. Onze zenuwactiviteit, inclusief mentale activiteit, is het resultaat van de interactie van vele neuronen die signalen uitwisselen. Ontvangst en transmissie van deze signalen, meer bepaald, zwakke elektrische impulsen gebeurt met behulp van zenuwvezels.

Het neuron heeft verschillende korte (ongeveer 1 mm) vertakte zenuwvezels - dendrieten, zo genoemd vanwege hun gelijkenis met de boom. Dendrieten zijn verantwoordelijk voor het ontvangen van signalen van andere zenuwcellen. En omdat de signaalzender axon is. Deze vezel in het neuron is er maar één, maar hij kan een lengte bereiken van maximaal 1,5 meter. Verbindend met behulp van axonen en dendrieten vormen zenuwcellen hele neurale netwerken. En hoe ingewikkelder het systeem van onderlinge relaties, hoe moeilijker onze mentale activiteit.

Neuron werk

De basis van de meest complexe activiteit van ons zenuwstelsel is de uitwisseling van zwakke elektrische impulsen tussen neuronen. Maar het probleem is dat in eerste instantie het axon van de ene zenuwcel en de dendrieten van de andere niet zijn verbonden, tussen hen is er een ruimte gevuld met intercellulaire substantie. Dit is de zogenaamde synaptische kloof en kan zijn signaal niet overwinnen. Stel je voor dat twee mensen hun armen naar elkaar uitstrekken en niet helemaal uitreiken.

Dit probleem wordt eenvoudig door een neuron opgelost. Onder invloed van een zwakke elektrische stroom vindt er een elektrochemische reactie plaats en wordt een eiwitmolecuul - neurotransmitter - gevormd. Dit molecuul overlapt de synaptische opening en wordt een soort brug voor het signaal. Neurotransmitters voeren nog een functie uit: ze verbinden neuronen en hoe vaker het signaal langs dit zenuwcircuit loopt, hoe sterker deze verbinding. Stel je een wad voor over de rivier. Als je er doorheen gaat, gooit iemand een steen in het water en dan doet elke volgende reiziger hetzelfde. Het resultaat is een solide, betrouwbare overgang.

Zo'n verband tussen neuronen wordt een synaps genoemd en het speelt een belangrijke rol bij hersenactiviteit. Men gelooft dat zelfs ons geheugen het resultaat is van het werk van synapsen. Deze verbindingen zorgen voor een grotere snelheid van passage van zenuwimpulsen - het signaal langs het neuroncircuit beweegt met een snelheid van 360 km / h of 100 m / s. U kunt berekenen hoeveel tijd een signaal van een vinger dat u per ongeluk met een naald prikte in de hersenen komt. Er is een oud mysterie: "Wat is het snelste ding ter wereld?" Antwoord: "Gedachte." En het was heel duidelijk opgemerkt.

Typen neuronen

Neuronen bevinden zich niet alleen in de hersenen, waar ze, in wisselwerking, het centrale zenuwstelsel vormen. Neuronen bevinden zich in alle organen van ons lichaam, in spieren en gewrichtsbanden op het huidoppervlak. Vooral veel van hen in de receptoren, dat wil zeggen, de zintuigen. Het uitgebreide netwerk van zenuwcellen dat het hele menselijke lichaam doordringt, is een perifeer zenuwstelsel dat functies vervult die net zo belangrijk zijn als de centrale. De verscheidenheid van neuronen is verdeeld in drie hoofdgroepen:

• Affector-neuronen ontvangen informatie van de zintuigen en in de vorm van impulsen langs de zenuwvezels leveren deze aan de hersenen. Deze zenuwcellen hebben de langste axonen, omdat hun lichaam zich in het overeenkomstige deel van de hersenen bevindt. Er is een strikte specialisatie en geluidssignalen gaan uitsluitend naar het auditieve deel van de hersenen, geuren - naar het reukvermogen, het licht - naar het visuele, enz.
• Tussenliggende of intercalaire neuronen verwerken informatie die is ontvangen van de affectoren. Nadat de informatie is geëvalueerd, besturen intermediaire neuronen de zintuigen en spieren aan de rand van ons lichaam.
• Efferente of effector neuronen verzenden dit commando van het intermediair in de vorm van een zenuwimpuls naar organen, spieren, etc.

Het moeilijkste en minst begrepen is het werk van intermediaire neuronen. Ze zijn niet alleen verantwoordelijk voor reflexreacties, zoals het terugtrekken van een hand uit een hete braadpan of het knipperen wanneer er een lichtflits is. Deze zenuwcellen bieden complexe mentale processen als denken, verbeeldingskracht en creativiteit. En hoe verandert de momentane uitwisseling van zenuwimpulsen tussen neuronen in levendige beelden, fantastische plots, schitterende ontdekkingen of gewoon reflecties op harde maandag? Dit is het belangrijkste geheim van de hersenen, waar wetenschappers nog niet eens in de buurt zijn.

Het enige dat kon achterhalen dat verschillende soorten mentale activiteit verband houden met de activiteit van verschillende groepen neuronen. Dromen van de toekomst, memoriseren van een gedicht, perceptie van een geliefde, nadenken over aankopen - dit alles wordt weerspiegeld in onze hersenen als flitsen van activiteit van zenuwcellen in verschillende punten van de hersenschors.

Neuron functies

Gegeven dat neuronen de werking van alle lichaamssystemen garanderen, moeten de functies van zenuwcellen zeer divers zijn. Bovendien zijn ze nog steeds niet volledig begrepen. Onder de vele verschillende classificaties van deze functies, zullen we een kiezen die het meest begrijpelijk is en dicht bij de problemen van de psychologische wetenschap.

Informatieoverdrachtsfunctie

Dit is de hoofdfunctie van neuronen, waarmee andere, maar niet minder belangrijke, verbonden zijn. Dezelfde functie is het meest bestudeerd. Alle externe signalen naar organen gaan de hersenen binnen, waar ze worden verwerkt. En dan, als gevolg van feedback, in de vorm van commando-impulsen, worden ze via efferente zenuwvezels terug overgebracht naar de sensorische organen, spieren, etc.

Een dergelijke constante circulatie van informatie vindt niet alleen plaats op het niveau van het perifere zenuwstelsel, maar ook in de hersenen. Verbindingen tussen neuronen die informatie uitwisselen van ongebruikelijk complexe neurale netwerken. Stel je voor: er zijn minstens 30 miljard neuronen in de hersenen, en elk van hen kan tot 10 duizend verbindingen hebben. In het midden van de 20e eeuw probeerde de cybernetica een elektronische computer te maken die werkte volgens het principe van het menselijk brein. Maar dat lukte niet - de processen in het centrale zenuwstelsel bleken te gecompliceerd.

Ervaar de bewaarfunctie

Neuronen zijn verantwoordelijk voor wat we geheugen noemen. Meer precies, zoals neurofysiologen hebben ontdekt, is het behoud van sporen van signalen die door neurale circuits gaan, een eigenaardig bijproduct van hersenactiviteit. De basis van het geheugen zijn de zeer eiwitmoleculen - neurotransmitters, die ontstaan ​​als een verbindende brug tussen zenuwcellen. Daarom is er geen speciaal gedeelte van de hersenen dat verantwoordelijk is voor het opslaan van informatie. En als, ten gevolge van een verwonding of ziekte, de vernietiging van de neurale verbindingen plaatsvindt, kan de persoon gedeeltelijk zijn geheugen verliezen.

Integratieve functie

Het is de interactie tussen verschillende delen van de hersenen. Onmiddellijke "flitsen" van verzonden en ontvangen signalen, hotspots in de hersenschors - dit is de geboorte van beelden, gevoelens en gedachten. Complexe neurale verbindingen die onderling de verschillende delen van de hersenschors verenigen en binnendringen in de subcorticale zone zijn het product van onze mentale activiteit. En hoe meer dergelijke verbindingen er ontstaan, hoe beter het geheugen en hoe productiever het denken. Dat is, in feite, hoe meer we denken, hoe slimmer we worden.

Proteïne productie functie

De activiteit van zenuwcellen is niet beperkt tot informatieprocessen. Neuronen zijn echte eiwitfabrieken. Dit zijn dezelfde neurotransmitters die niet alleen functioneren als een "brug" tussen neuronen, maar ook een grote rol spelen bij het reguleren van het werk van ons lichaam als geheel. Momenteel zijn er ongeveer 80 soorten van deze eiwitverbindingen die verschillende functies vervullen:

• Norepinephrine, soms een woedeaanval of stresshormoon genoemd. Het versterkt het lichaam, verbetert de prestaties, laat het hart sneller kloppen en bereidt het lichaam voor op onmiddellijke actie om gevaar af te wenden.
• Dopamine is het belangrijkste tonicum van ons lichaam. Hij is betrokken bij de revitalisering van alle systemen, ook tijdens het ontwaken, tijdens fysieke inspanning en creëert een positieve emotionele houding tot euforie.
• Serotonine is ook een substantie van "goed humeur", hoewel het de fysieke activiteit niet beïnvloedt.
• Glutamaat is de zender die nodig is om het geheugen te laten functioneren, zonder dat langdurige opslag van informatie onmogelijk is.
• Acetylcholine beheert de processen van slaap en ontwaken, en is ook noodzakelijk voor het activeren van de aandacht.

Neurotransmitters, of liever hun aantal, beïnvloeden de gezondheid van het lichaam. En als er problemen zijn met de productie van deze eiwitmoleculen, kunnen zich ernstige ziekten ontwikkelen. Bijvoorbeeld, dopamine-deficiëntie is een van de oorzaken van de ziekte van Parkinson en als deze stof te veel wordt geproduceerd, kan schizofrenie ontstaan. Als acetylcholine niet voldoende wordt geproduceerd, kan een zeer onplezierige ziekte van Alzheimer optreden, wat gepaard gaat met dementie.

De vorming van neuronen in de hersenen begint al vóór de geboorte van een persoon, en gedurende de gehele periode van rijping treden de actieve vorming en complicatie van neurale verbindingen op. Lange tijd geloofde men dat in een volwassen persoon nieuwe zenuwcellen niet konden verschijnen, maar het proces van uitsterven is onvermijdelijk. Daarom is mentale ontwikkeling van de persoonlijkheid alleen mogelijk vanwege de complicatie van nerveuze verbindingen. En dan is op oudere leeftijd iedereen gedoemd tot een afname in mentale vermogens.

Maar recente studies hebben deze pessimistische voorspelling weerlegd. Zwitserse wetenschappers hebben bewezen dat er een hersengebied is dat verantwoordelijk is voor de geboorte van nieuwe neuronen. Dit is de hippocampus, deze produceert dagelijks tot 1.400 nieuwe zenuwcellen. En we hoeven alleen maar actiever deel te nemen aan het werk van de hersenen, nieuwe informatie te ontvangen en te begrijpen, waardoor nieuwe neurale verbindingen worden gecreëerd en het neurale netwerk wordt gecompliceerd.

Neuronen van de hersenen - de structuur, classificatie en routes

Neuron structuur

Elke structuur in het menselijk lichaam bestaat uit specifieke weefsels die inherent zijn aan een orgaan of systeem. In het zenuwweefsel - een neuron (neurocyten, zenuwen, neuronen, zenuwvezels). Wat zijn hersenneuronen? Het is een structureel-functionele eenheid van zenuwweefsel dat deel uitmaakt van de hersenen. Naast de anatomische definitie van een neuron is er ook een functionele - dit is een cel die wordt geëxciteerd door elektrische impulsen, die in staat is om informatie te verwerken, op te slaan en door te sturen naar andere neuronen met behulp van chemische en elektrische signalen.

De structuur van de zenuwcel is niet zo moeilijk, in vergelijking met de specifieke cellen van andere weefsels, het bepaalt ook de functie ervan. Een neurocyte bestaat uit een lichaam (een andere naam is soma) en processen zijn axon en dendriet. Elk element van het neuron vervult zijn functie. Soma is omgeven door een laag vetweefsel, waardoor alleen vetoplosbare stoffen kunnen passeren. In het lichaam bevindt zich de kern en andere organellen: de ribosomen, het endoplasmatisch reticulum en andere.

Naast de eigenlijke neuronen overheersen de volgende cellen in de hersenen, namelijk gliacellen. Ze worden vaak hersenkleefstof genoemd voor hun functie: de glia voert een hulpfunctie uit voor neuronen, waardoor ze een omgeving krijgen. Gliaal weefsel zorgt voor regeneratie van zenuwweefsel, voeding en helpt bij het creëren van zenuwimpulsen.

Het aantal neuronen in de hersenen heeft altijd geïnteresseerde onderzoekers op het gebied van neurofysiologie. Aldus varieerde het aantal zenuwcellen van 14 miljard tot 100. Uit het laatste onderzoek van Braziliaanse experts bleek dat het aantal neuronen gemiddeld 86 miljard cellen bedraagt.

processen

De hulpmiddelen in de handen van het neuron zijn processen, waardoor het neuron zijn functie als zender en bewaarder van informatie kan vervullen. Het zijn de processen die een breed nerveus netwerk vormen, dat de menselijke psyche in al zijn glorie laat ontplooien. Er is een mythe dat de mentale vermogens van een persoon afhangen van het aantal neuronen of het gewicht van de hersenen, maar dit is niet het geval: mensen van wie de velden en subvelden van de hersenen hoog ontwikkeld zijn (meer dan een paar keer) worden genieën. Vanwege dit veld kunnen bepaalde functies deze functies creatiever en sneller uitvoeren.

axon

Een axon is een lang proces van een neuron dat zenuwimpulsen overbrengt van de soma van een zenuw naar andere cellen of organen die worden geïnnerveerd door een specifiek deel van de zenuwpijler. De natuur begiftigde gewervelden met een bonus - myeline-vezels, in de structuur waarvan Schwann-cellen zich bevinden, waartussen kleine lege gebieden liggen - de onderscheppingen van Ranvier. Op hen, als op een ladder, springen zenuwimpulsen van de ene naar de andere site. Met deze structuur kunt u de overdracht van informatie versnellen (tot ongeveer 100 meter per seconde). De bewegingssnelheid van een elektrische impuls door een vezel zonder myeline is gemiddeld 2-3 meter per seconde.

dendrieten

Een ander type zenuwcelprocessen zijn dendrieten. In tegenstelling tot het lange en solide axon, is de dendriet een korte en vertakte structuur. Dit proces is niet betrokken bij de overdracht van informatie, maar alleen bij de ontvangst ervan. De excitatie komt dus het neuronlichaam binnen met behulp van korte dendriettakken. De complexiteit van de informatie die een dendriet kan ontvangen, wordt bepaald door de synapsen (specifieke zenuwreceptoren), namelijk de diameter van het oppervlak. Dendrieten zijn in staat honderdduizenden contacten te leggen met andere cellen vanwege het enorme aantal van hun ruggengraat.

Metabolisme in het neuron

Een kenmerk van zenuwcellen is hun metabolisme. Metabolisme in de neurocyt onderscheidt zich door zijn hoge snelheid en het overwicht van aërobe (op zuurstof gebaseerde) processen. Deze eigenschap van de cel wordt verklaard door het feit dat de hersenen extreem energie-intensief zijn en de zuurstofbehoefte hoog is. Ondanks het feit dat het hersengewicht slechts 2% van het gewicht van het hele lichaam bedraagt, is het zuurstofverbruik ongeveer 46 ml / min, en dit is 25% van het totale lichaamsverbruik.

De belangrijkste energiebron voor hersenweefsel, naast zuurstof, is glucose, waar het complexe biochemische transformaties ondergaat. Uiteindelijk komt er een grote hoeveelheid energie vrij uit suikerverbindingen. Zo kan de vraag worden beantwoord hoe de neurale verbindingen van de hersenen verbeterd kunnen worden: gebruik producten die glucose bevatten.

Neuron functies

Ondanks de relatief ongecompliceerde structuur, heeft het neuron vele functies, waarvan de belangrijkste zijn:

• perceptie van irritatie;
• stimulus behandeling;
• impulstransmissie;
• vorming van het antwoord.

Functioneel zijn neuronen verdeeld in drie groepen:

Bovendien is in het zenuwstelsel een andere groep functioneel onderscheiden - remmend (verantwoordelijk voor het remmen van de excitatie van cellen) zenuwen. Dergelijke cellen gaan de verspreiding van elektrische potentiaal tegen.

Neuron classificatie

Zenuwcellen zijn divers als zodanig, dus neuronen kunnen worden geclassificeerd op basis van hun verschillende parameters en attributen, namelijk:

• Vorm van het lichaam. Neurocyten van verschillende vormen van soma bevinden zich in verschillende delen van de hersenen:
  • stervormige;
  • fusiform;
  • piramidaal (Betz-cellen).
• Door het aantal scheuten:
  • unipolair: één proces hebben;
  • bipolair: twee processen bevinden zich op het lichaam;
  • multipolair: op de soma van deze cellen zijn er drie of meer processen.
• Contactkenmerken van het oppervlak van het neuron:
  • axo-somatische. In dit geval staat het axon in contact met de soma van de naburige cel van het zenuwweefsel;
  • axo-dendritische. Dit type contact omvat de verbinding van een axon en een dendriet;
  • axo-axonen. Het axon van één neuron heeft verbindingen met het axon van een andere zenuwcel.

Typen neuronen

Om bewuste bewegingen uit te voeren, is het noodzakelijk dat de in de motorische gyrus van de hersenen gevormde impuls de noodzakelijke spieren kan bereiken. Dus, de volgende soorten neuronen worden onderscheiden: de centrale motoneuron en de perifere.

Het eerste type zenuwcellen is afkomstig van de voorste centrale gyrus, gelegen voor de grootste voor van de hersenen - Roland's voor, namelijk de piramidale cellen van Betz. Vervolgens gaan de axons van het centrale neuron diep in de hemisferen en passeren de interne capsule van de hersenen.

De perifere motorneurocyten worden gevormd door de motorneuronen van de voorhoorns van het ruggenmerg. Hun axonen bereiken verschillende formaties, zoals plexussen, spinale zenuwclusters en, het belangrijkst, de presterende spieren.

De ontwikkeling en groei van neuronen

De zenuwcel is afkomstig van de progenitorcel. Ontwikkelend, de eerste axons beginnen te groeien, dendrieten rijpen een beetje later. Aan het einde van de evolutie van het neurocytproces wordt een kleine onregelmatig gevormde verzegeling gevormd in de somacel. Deze formatie wordt een kegel van groei genoemd. Het bevat mitochondria, neurofilamenten en tubuli. De receptorsystemen van de cel rijpen geleidelijk op en de synaptische gebieden van de neurocyt breiden uit.

weg

Het zenuwstelsel heeft zijn invloedssferen door het hele lichaam. Met behulp van geleidende vezels is de nerveuze regulatie van systemen, organen en weefsels. De hersenen sturen, dankzij een breed systeem van paden, de anatomische en functionele toestand van elke structuur van het lichaam volledig aan. Nieren, lever, maag, spieren en anderen - dit alles inspecteert de hersenen, zorgvuldig en nauwkeurig elke millimeter weefsel coördineren en reguleren. En in geval van een fout corrigeert het en selecteert het het juiste gedragsmodel. Dus, dankzij paden, wordt het menselijk lichaam gekenmerkt door autonomie, zelfregulering en aanpassingsvermogen aan de externe omgeving.

Hersenen routes

Het pad is een cluster van zenuwcellen waarvan de functie is om informatie uit te wisselen tussen verschillende delen van het lichaam.

• Associatieve zenuwvezels. Deze cellen verbinden verschillende zenuwcentra die zich op hetzelfde halfrond bevinden.
• Commissaire vezels. Deze groep is verantwoordelijk voor de uitwisseling van informatie tussen vergelijkbare centra van de hersenen.
• Projectie zenuwvezels. Deze categorie vezels articuleert de hersenen met het ruggenmerg.
• Exteroceptieve manieren. Ze dragen elektrische impulsen van de huid en andere sensorische organen naar het ruggenmerg.
• Proprioceptieve. Een dergelijke groep paden geleidt signalen van pezen, spieren, ligamenten en gewrichten.
• Interoceptieve routes. De vezels van dit kanaal zijn afkomstig van de inwendige organen, bloedvaten en intestinale mesenterieën.

Interactie met neurotransmitters

Neuronen van verschillende locaties communiceren met elkaar met behulp van elektrische impulsen van chemische aard. Dus wat is de basis van hun opleiding? Er zijn zogenaamde neurotransmitters (neurotransmitters) - complexe chemische verbindingen. Op het oppervlak van het axon bevindt zich de zenuwsynaps - het contactoppervlak. Aan de ene kant is er een presynaptische kloof en aan de andere kant een postsynaptische kloof. Tussen hen is er een opening - dit is de synaps. Op het presynaptische deel van de receptor zijn er zakjes (vesikels) met een bepaalde hoeveelheid neurotransmitters (quantum).

Wanneer de impuls naar het eerste deel van de synaps komt, wordt een complex biochemisch cascade-mechanisme geïnitieerd, waardoor de zakken met mediatoren worden geopend en de quanta van intermediaire stoffen soepel in de sleuf stromen. In dit stadium verdwijnt de impuls en verschijnt alleen wanneer de neurotransmitters de postsynaptische spleet bereiken. Daarna worden biochemische processen weer geactiveerd met de opening van de poort voor bemiddelaars en die die op de kleinste receptoren werken, worden omgezet in een elektrische impuls die verder gaat in de diepten van de zenuwvezels.

Ondertussen worden verschillende groepen van deze neurotransmitters onderscheiden, namelijk:

• Remmende neurotransmitters - een groep stoffen die een remmend effect hebben op de excitatie. Deze omvatten:
  • gamma-aminoboterzuur (GABA);
  • glycine.
• Exciterende bemiddelaars:
  • acetylcholine;
  • dopamine;
  • serotonine;
  • norepinefrine;
  • adrenaline.

Worden zenuwcellen gerepareerd?

Lange tijd werd aangenomen dat neuronen niet in staat zijn om te delen. Echter, deze verklaring, volgens modern onderzoek, bleek onjuist te zijn: in sommige delen van de hersenen vindt het proces van neurogenese van neurocytvoorlopers plaats. Bovendien heeft het hersenweefsel een uitstekend vermogen tot neuroplasticiteit. Er zijn veel gevallen waarin een gezond deel van de hersenen de functie van de beschadigde overneemt.

Veel experts op het gebied van neurofysiologie vroegen zich af hoe de neuronen van de hersenen te herstellen. Met recent onderzoek van Amerikaanse wetenschappers bleek dat het voor de tijdige en juiste regeneratie van neurocyten niet nodig is om dure medicijnen te gebruiken. Om dit te doen, hoeft u alleen de juiste slaappatronen te maken en goed te eten met de opname in het dieet van B-vitamines en caloriearme voedingsmiddelen.

Als er een schending van de neurale verbindingen van de hersenen is, kunnen ze herstellen. Er zijn echter ernstige pathologieën van neurale verbindingen en routes, zoals motorneuronziekte. Dan moet je je wenden tot gespecialiseerde klinische zorg, waar neurologen de oorzaak van de pathologie kunnen achterhalen en de juiste behandeling kunnen maken.

Mensen die eerder alcohol hebben gedronken of alcohol hebben gedronken, stellen vaak een vraag over hoe de hersenneuronen na alcohol te herstellen. De specialist zou antwoorden dat hiervoor het noodzakelijk is om systematisch aan uw gezondheid te werken. Het activiteitencomplex omvat een uitgebalanceerd dieet, regelmatige lichaamsbeweging, mentale activiteit, wandelen en reizen. Het is bewezen dat de neurale verbindingen van de hersenen zich ontwikkelen door de studie en de contemplatie van volledig nieuwe informatie voor de mens.

In de omstandigheden van overvloed met overdreven informatie, het bestaan ​​van een fastfoodmarkt en een zittende levensstijl, zijn de hersenen kwalitatief gevoelig voor verschillende schade. Atherosclerose, trombotische formaties op de bloedvaten, chronische stress, infecties - dit alles is een directe weg naar het verstoppen van de hersenen. Ondanks dit zijn er medicijnen die hersencellen herstellen. De belangrijkste en populaire groep is noötropica. Preparaten in deze categorie stimuleren het metabolisme in neurocyten, verhogen de weerstand tegen zuurstofgebrek en hebben een positief effect op verschillende mentale processen (geheugen, aandacht, denken). Behalve noötropica biedt de farmaceutische markt producten die nicotinezuur, vasculaire versterkingsmiddelen en andere bevatten. Men moet niet vergeten dat het herstel van de neurale verbindingen van de hersenen bij het nemen van verschillende medicijnen een lang proces is.

Het effect van alcohol op de hersenen

Alcohol heeft een negatief effect op alle organen en systemen, en met name op de hersenen. Ethylalcohol dringt gemakkelijk door de beschermende barrières van de hersenen. De alcoholmetaboliet, acetaldehyde, vormt een ernstige bedreiging voor neuronen: alcohol dehydrogenase (een alcoholverwerkend enzym in de lever) trekt tijdens de verwerking meer vloeistof, inclusief water uit de hersenen, in het lichaam. Alcoholische stoffen drogen dus eenvoudigweg de hersenen en halen er water uit, waardoor de hersenen atrofie en celdood veroorzaken. In het geval van eenmalig gebruik van alcohol zijn dergelijke processen omkeerbaar, wat niet kan worden beargumenteerd over het chronische gebruik van alcohol, wanneer naast organische veranderingen stabiele pathocharakterologische kenmerken van een alcoholist worden gevormd. Meer informatie over hoe het 'effect van alcohol op de hersenen'.

Neuronen en zenuwweefsel

Neuronen en zenuwweefsel

Zenuwstelselweefsel is het belangrijkste structurele element van het zenuwstelsel. De structuur van het zenuwweefsel omvat zeer gespecialiseerde zenuwcellen - neuronen en neurogliacellen die ondersteunende, secretoire en beschermende functies uitvoeren.

Het neuron is de belangrijkste structurele en functionele eenheid van het zenuwweefsel. Deze cellen kunnen informatie ontvangen, verwerken, coderen, verzenden en opslaan, contacten leggen met andere cellen. De unieke kenmerken van het neuron zijn het vermogen om bio-elektrische ontladingen (pulsen) te genereren en informatie langs de processen van de ene cel naar de andere over te brengen met behulp van gespecialiseerde eindes - synapsen.

De functies van een neuron worden bevorderd door de synthese in zijn axoplasma van doorlatende stoffen - neurotransmitters: acetylcholine, catecholamines, enz.

Het aantal hersenneuronen nadert 10 11. Maximaal 10.000 synapsen kunnen voorkomen op een enkel neuron. Als deze elementen worden beschouwd als cellen van informatieopslag, kan worden geconcludeerd dat het zenuwstelsel 10 19 eenheden kan opslaan. informatie, i.e. in staat om bijna alle kennis te verzamelen die door de mensheid is verzameld. Daarom is het idee dat het menselijk brein tijdens het leven alles onthoudt wat er in het lichaam gebeurt en tijdens de communicatie met de omgeving redelijk redelijk is. De hersenen kunnen echter niet alle informatie ophalen die in het geheugen is opgeslagen.

Bepaalde soorten neurale organisatie zijn kenmerkend voor verschillende hersenstructuren. Neuronen die een enkele functie reguleren, vormen de zogenaamde groepen, ensembles, kolommen, kernen.

Neuronen verschillen in structuur en functie.

Volgens de structuur (afhankelijk van het aantal processen die zich uitstrekken vanaf het cellichaam) onderscheiden unipolaire (een aanhangsel), bipolair (met twee pieken) en multipolaire (met meerdere scheuten) neuronen.

Door functionele eigenschappen van geïsoleerde afferente (of centripetale) neuronen carrier excitatie van receptoren in het CZS, efferente, motorische, motorische neuronen (of centrifugaal) verzenden van de excitatie van het centraal zenuwstelsel aan het geïnnerveerde orgel en intercalaire, contact of tussenliggende neuronen verbinden van de afferente en efferente neuronen.

Aangetaste neuronen behoren tot unipolaire, hun lichamen liggen in de spinale ganglia. De uitgroei van het T-vormige cellichaam is verdeeld in twee takken, waarvan er een naar het centrale zenuwstelsel gaat en als een axon fungeert, en de ander de receptoren nadert en een lange dendriet is.

De meeste van de efferente en intercalaire neuronen behoren tot multipolaire (figuur 1). Multipolaire intercalaire neuronen bevinden zich in grote aantallen in de posterieure hoorns van het ruggenmerg, evenals in alle andere delen van het CZS. Ze kunnen ook bipolair zijn, bijvoorbeeld retinale neuronen met een korte vertakte dendriet en een lange axon. De motoneuronen bevinden zich voornamelijk in de voorste hoorns van het ruggenmerg.

Fig. 1. De structuur van de zenuwcel:

1 - microtubules; 2 - het lange proces van de zenuwcel (axon); 3 - endoplasmatisch reticulum; 4 - kern; 5 - neuroplasma; 6 - dendrieten; 7 - mitochondria; 8 - nucleolus; 9 - myelineschede; 10 - Interceptie Ranvie; 11 - het einde van het axon

neuroglia

Neuroglia, of Glia, is een verzameling cellulaire elementen van het zenuwweefsel gevormd door gespecialiseerde cellen van verschillende vormen.

Het werd ontdekt door R. Virkhov en door hem neuroglia genoemd, wat "nerveuze lijm" betekent. Neuroglia-cellen vullen de ruimte tussen de neuronen, goed voor 40% van het hersenvolume. Gliacellen zijn 3-4 maal kleiner dan zenuwcellen; hun aantal in het centrale zenuwstelsel van zoogdieren bereikt 140 miljard. Met de leeftijd neemt het aantal neuronen in de mens in de hersenen af ​​en neemt het aantal gliacellen toe.

Er is vastgesteld dat neuroglia gerelateerd is aan het metabolisme in het zenuwweefsel. Sommige cellen van de neuroglia scheiden stoffen af ​​die de staat van prikkelbaarheid van neuronen beïnvloeden. Opgemerkt wordt dat in verschillende mentale toestanden de uitscheiding van deze cellen verandert. Traceerprocessen op de lange termijn in het CZS zijn geassocieerd met de functionele toestand van de neuroglia.

Soorten gliacellen

Door de aard van de structuur van gliacellen en hun locatie in het CNS zijn er:

• astrocyten (astroglia);
• oligodendrocyten (oligodendroglia);
• microgliale cellen (microglia);
• Schwann-cellen.

Gliale cellen voeren ondersteunende en beschermende functies voor neuronen uit. Ze maken deel uit van de bloed-hersenbarrièreconstructie. Astrocyten zijn de meest voorkomende gliacellen die de ruimten tussen de neuronen en de overliggende synapsen vullen. Ze voorkomen de verspreiding van neurotransmitters die diffunderen van de synaptische spleet in het centrale zenuwstelsel. De cytoplasmatische membranen astrocyten receptoren voor neurotransmitters, activering van die trilling van het membraan en het potentiaalverschil verandering astrocyt stofwisseling.

Astrocyten omringen de capillairen van de bloedvaten van de hersenen nauw, zich tussen hen en de neuronen. Op basis hiervan wordt aangenomen dat astrocyten een belangrijke rol spelen in het metabolisme van neuronen, waardoor de capillaire permeabiliteit voor bepaalde stoffen wordt gereguleerd.

Een van de belangrijke kenmerken van astrocyten is hun vermogen poglotat overmaat K + ionen die kan worden geaccumuleerd in de intercellulaire ruimte hoge neuronale activiteit. In gebieden snug astrocyten gevormd kanalen gap junctions waardoor astrocyten kan worden uitgewisseld met verschillende ionen van kleine omvang en met name door K + -ionen Het verhoogt het absorptievermogen van K + -ionen ongecontroleerde accumulatie van K + ionen in de interneuron ruimte zou leiden tot een verhoging van de prikkelbaarheid van neuronen. Aldus voorkomen astrocyten, die een overmaat aan K + -ionen absorberen uit het interstitiële fluïdum, een toename in de exciteerbaarheid van neuronen en de vorming van foci van verhoogde neurale activiteit. Het verschijnen van dergelijke foci in het menselijk brein kan gepaard gaan met het feit dat hun neuronen een reeks zenuwimpulsen genereren, die krampachtige ontladingen worden genoemd.

Astrocyten zijn betrokken bij de verwijdering en vernietiging van neurotransmitters die extrasynaptische ruimten binnendringen. Zo voorkomen ze de ophoping van neurotransmitters in de neuronale ruimten, wat kan leiden tot disfunctie van de hersenen.

Neuronen en astrocyten worden gescheiden door intercellulaire sleuven van 15-20 micron, interstitiële ruimte genoemd. Interstitiële ruimten bezetten tot 12-14% van het hersenvolume. Een belangrijke eigenschap van astrocyten is hun vermogen om CO2 te absorberen uit de extracellulaire vloeistof van deze ruimten, en daardoor een stabiele pH-waarde van de hersenen te handhaven.

Astrocyten zijn betrokken bij de vorming van grensvlakken tussen het zenuwweefsel en de hersenvaten, het zenuwweefsel en de membranen van de hersenen in het proces van groei en ontwikkeling van het zenuwweefsel.

Oligodendrocyten worden gekenmerkt door de aanwezigheid van een klein aantal korte processen. Een van hun belangrijkste functies is de vorming van de myelineschede van zenuwvezels in het centrale zenuwstelsel. Deze cellen bevinden zich ook in de nabijheid van de lichamen van neuronen, maar de functionele betekenis van dit feit is onbekend.

Microgliale cellen vormen 5-20% van het totale aantal gliacellen en zijn verspreid over het centrale zenuwstelsel. Er is vastgesteld dat de antigenen van hun oppervlak identiek zijn aan de antigenen van bloedmonocyten. Dit geeft hun oorsprong aan het mesoderm, penetratie in het zenuwweefsel tijdens embryonale ontwikkeling en daaropvolgende transformatie in morfologisch herkenbare microgliale cellen. In dit opzicht wordt ervan uitgegaan dat de belangrijkste functie van microglia hersenbescherming is. Er is aangetoond dat wanneer zenuwweefsel beschadigd is, het aantal fagocytische cellen daarin toeneemt als gevolg van bloedmacrofagen en de activering van de fagocytische eigenschappen van microglia. Ze verwijderen dode neuronen, gliacellen en hun structurele elementen, fagocytische vreemde deeltjes.

Schwann-cellen vormen de myeline-omhulling van perifere zenuwvezels buiten het CZS. Het membraan van deze cel wordt herhaaldelijk rond de zenuwvezel gewikkeld en de dikte van de resulterende myeline-omhulling kan de diameter van de zenuwvezel overschrijden. De lengte van gemyeliniseerde gebieden van de zenuwvezel is 1-3 mm. In de intervallen daartussen (de intercepties van Ranvier) blijft de zenuwvezel alleen bedekt door het oppervlaktemembraan, dat prikkelbaarheid heeft.

Een van de belangrijkste eigenschappen van myeline is de hoge weerstand tegen elektrische stroom. Het is te wijten aan het hoge gehalte aan sfingomyeline en andere fosfolipiden in myeline, waardoor het stroomisolerende eigenschappen heeft. In gebieden van de met myeline beklede zenuwvezels is het proces van het genereren van zenuwimpulsen onmogelijk. Zenuwimpulsen worden alleen gegenereerd op het Ranvier-interceptiemembraan, wat zorgt voor een hogere mate van geleiding van zenuwimpulsen naar maar gemyeliniseerde zenuwvezels in vergelijking met niet-gemyelineerde.

Het is bekend dat de structuur van myeline gemakkelijk kan worden verstoord door infectieuze, ischemische, traumatische, toxische schade aan het zenuwstelsel. Tegelijkertijd ontwikkelt zich het proces van demyelinisatie van zenuwvezels. Vooral vaak ontwikkelt demyelinisatie zich bij multiple sclerose. Als gevolg van demyelinisatie neemt de snelheid van zenuwimpulsen langs de zenuwvezels af, de snelheid van levering van informatie aan de hersenen van receptoren en van neuronen naar uitvoerende organen neemt af. Dit kan leiden tot verminderde sensorische gevoeligheid, verminderde beweging, regulering van het functioneren van interne organen en andere ernstige gevolgen.

Structuur en functie van neuronen

Het neuron (zenuwcel) is een structurele en functionele eenheid van het centrale zenuwstelsel.

Anatomische structuur en eigenschappen van het neuron nakoming van zijn hoofdfuncties: implementatie metabolisme, energieterugwinning, de perceptie van verschillende signalen en de verwerking daarvan, de vorming van of deelnemen aan de reacties van opwekking en geleiding van zenuwimpulsen vereniging neuronen in neurale circuits, die zowel eenvoudig reflexen, zodat en hogere integratieve hersenfuncties.

Neuronen bestaan ​​uit het lichaam van de zenuwcel en de processen van het axon en de dendrieten.

Fig. 2. De structuur van het neuron

Lichaamszenuwcel

Het lichaam (perikaryon, soma) van het neuron en zijn processen zijn bedekt door het neuronale membraan. Het membraan van het cellichaam verschilt van het membraan van het axon en dendrieten door het gehalte aan verschillende ionkanalen, receptoren, de aanwezigheid van synapsen erop.

In het lichaam van het neuron is neuroplasma en afgebakend door de membraan-kern, ruwe en gladde endoplasmatisch reticulum, Golgi-apparaat, mitochondriën. De chromosomen neuronale kern bevat een set van genen die coderen voor de synthese van proteïnen vereist voor de vorming van structuren en functies van het cellichaam, verwerkt en synapsen. Zijn eiwitten die fungeren als enzymen, transporters, ionkanalen, receptoren, enz. Sommige eiwitten functies uitvoeren terwijl in andere neuroplasma -. Inbedding in het membraan organel, de neuron soma en processen. Sommige daarvan, bijvoorbeeld enzymen die nodig zijn voor de synthese van neurotransmitters, worden via axonaal transport naar de axonterminal getransporteerd. In het cellichaam worden peptiden gesynthetiseerd die nodig zijn voor de vitale activiteit van axonen en dendrieten (bijvoorbeeld groeifactoren). Daarom, wanneer het lichaam van een neuron is beschadigd, degenereren en vallen zijn processen in elkaar. Als het lichaam van het neuron wordt bewaard en het proces wordt beschadigd, dan treedt het trage herstel (regeneratie) en herstel van de innervatie van de gedenerveerde spieren of organen op.

De plaats van eiwitsynthese in de lichamen van neuronen is het ruwe endoplasmatisch reticulum (tigroïde korrels of Nissl-lichaampjes) of vrije ribosomen. Hun gehalte aan neuronen is hoger dan in gliacellen of andere cellen van het lichaam. In het gladde endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat eiwitten verwerven hun inherente ruimtelijke conformatie worden gesorteerd en naar de transportstromen de celstructuren van het lichaam, dendrieten en axonen.

In talrijke neuronale mitochondriën, als een resultaat van oxidatieve fosforyleringsprocessen, wordt ATP gevormd, waarvan de energie wordt gebruikt om de vitale activiteit van het neuron te behouden, werk van ionenpompen en de asymmetrie van ionische concentraties aan beide zijden van het membraan te handhaven. Dientengevolge is het neuron constant klaar om niet alleen verschillende signalen waar te nemen, maar ook om daarop te reageren - het genereren van zenuwimpulsen en hun gebruik om de functies van andere cellen te regelen.

Moleculaire receptoren van het celmembraan, sensorische receptoren gevormd door dendrieten, en sensorische cellen van epitheliale oorsprong nemen deel aan de mechanismen van perceptie van neuronen van verschillende signalen. Signalen van andere zenuwcellen kunnen het neuron bereiken via talrijke synapsen gevormd op de dendrieten of op de neuronengel.

Zenuwcel-dendrieten

De dendrieten van een neuron vormen een dendritische boom, de aard van vertakking en de grootte daarvan hangt af van het aantal synaptische contacten met andere neuronen (figuur 3). Op de dendrieten van een neuron zijn er duizenden synapsen gevormd door axonen of dendrieten van andere neuronen.

Fig. 3. Synaptische contacten van de interneyron. De pijlen aan de linkerkant tonen de aankomst van afferente signalen naar de dendrieten en het lichaam van het interneuron, aan de rechterkant de voortplantingsrichting van de efferente signalen van het interneuron naar andere neuronen.

Synapsen kunnen zowel qua functie (remmend, opwindend) als qua type neurotransmitter heterogeen zijn. Het dendritische membraan dat betrokken is bij de vorming van synapsen is hun postsynaptische membraan, dat receptoren (van ligand afhankelijke ionkanalen) bevat naar de neurotransmitter die in deze synaps wordt gebruikt.

Excitatorische (glutamaterge) synapsen bevinden zich voornamelijk op het oppervlak van de dendrieten, waar sprake is van verhogingen of uitgroeiingen (1-2 μm), die ruggengraat worden genoemd. Er zijn kanalen in het wervelkolommembraan waarvan de permeabiliteit afhangt van het verschil in transmembraanpotentiaal. In het cytoplasma van de dendrieten in het gebied van de stekels worden secundaire mediatoren van intracellulaire signaaltransductie gevonden, evenals ribosomen, waarop het eiwit wordt gesynthetiseerd in reactie op de komst van synaptische signalen. De precieze rol van de stekels is nog onbekend, maar het is duidelijk dat ze het oppervlak van de dendritische boom vergroten om synapsen te vormen. Spikes zijn ook neuronstructuren voor het ontvangen van invoersignalen en het verwerken daarvan. Dendrieten en stekels bieden informatieoverdracht van de periferie naar het neuronlichaam. Het dendrietmembraan in het maaigebied is gepolariseerd vanwege de asymmetrische verdeling van minerale ionen, de werking van ionenpompen en de aanwezigheid van ionkanalen daarin. Deze eigenschappen liggen ten grondslag aan de overdracht van informatie langs het membraan in de vorm van lokale circulaire stromen (elektrotoon) die optreden tussen postsynaptische membranen en de gebieden van het dendrietmembraan ernaast.

Wanneer ze zich voortplanten door het dendrietmembraan, worden de lokale stromen gedempt, maar ze zijn voldoende groot om signalen naar de dendritische synaptische ingangen naar het lichaamsmembraan van het neuron over te brengen. De potentiaalafhankelijke natrium- en kaliumkanalen zijn nog niet geïdentificeerd in het dendrietmembraan. Ze bezit geen prikkelbaarheid en het vermogen om actiepotentialen te genereren. Het is echter bekend dat het potentieel van actie die op het membraan van de axonal heuvel ontstaat, zich daarlangs kan verspreiden. Het mechanisme van dit fenomeen is onbekend.

Er wordt aangenomen dat dendrieten en stekels deel uitmaken van de neurale structuren die betrokken zijn bij geheugenmechanismen. Het aantal stekels is vooral hoog in de dendrieten van de neuronen van de cerebellaire cortex, basale ganglia en hersenschors. Het gebied van de dendritische boom en het aantal synapsen nemen af ​​in sommige velden van de hersenschors van oudere mensen.

Axon neuron

Een axon is een zenuwcelproces dat niet in andere cellen wordt aangetroffen. Anders dan dendrieten, waarvan het aantal verschillend is voor een neuron, is het axon hetzelfde voor alle neuronen. De lengte kan oplopen tot 1,5 m. Op het punt waar het axon het neuron verlaat, is er een verdikking: een axiale heuvel, bedekt met een plasmamembraan, dat al snel bedekt is met myeline. De site van de axonheuvel, ongedekt door myeline, wordt het beginsegment genoemd. De axons van de neuronen, tot aan hun laatste takken, zijn bedekt met de myelineschede, onderbroken door de intercepties van de Ranvier - microscopische niet-gegeleerde regio's (ongeveer 1 micron).

Gedurende het axon (gemyeliniseerde en niet-gemyeliniseerde vezel) is bedekt met een dubbellaags fosfolipidemembraan met daarin ingebedde eiwitmoleculen die dienen als ionentransport, potentiaalafhankelijke ionkanalen enz. Eiwitten worden gelijkmatig verdeeld in het membraan van niet-gemyeliniseerde zenuwvezels en in het membraan van gemyeliniseerde zenuwvezels bevinden ze zich voornamelijk op het gebied van onderscheppingen Ranvier. Aangezien er geen ruw reticulum en ribosomen in axoplasma zijn, is het duidelijk dat deze eiwitten in het lichaam van het neuron worden gesynthetiseerd en door axonaal transport aan het axonmembraan worden afgeleverd.

De eigenschappen van het membraan dat het lichaam bedekt en het axon van het neuron zijn verschillend. Dit verschil heeft voornamelijk betrekking op de permeabiliteit van het membraan voor minerale ionen en is te wijten aan het gehalte aan verschillende soorten ionkanalen. Als het gehalte aan ligandafhankelijke ionkanalen (waaronder postsynaptische membranen) de overhand heeft in het membraan van het lichaam en de dendrieten van het neuron, dan is er in het axonmembraan, vooral in het gebied van onderscheppingen van Ranvier, een hoge dichtheid van spanningsafhankelijke natrium- en kaliumkanalen.

De kleinste polarisatie (ongeveer 30 mV) heeft het membraan van het oorspronkelijke axonsegment. In gebieden van het axon verder van het cellichaam is de grootte van de transmembraanpotentiaal ongeveer 70 mV. De lage waarde van de polarisatie van het membraan van het initiële segment van het axon bepaalt dat in dit gebied het membraan van het neuron de grootste prikkelbaarheid heeft. Het is hier dat postsynaptische potentialen die optreden op het dendrietmembraan en het cellichaam als een gevolg van de transformatie van informatiesignalen naar het neuron bij de synaps, zich verspreiden door het membraan van het lichaam van het neuron met behulp van lokale cirkelvormige elektrische stromen. Als deze stromen depolarisatie van het axonheuvelmembraan tot een kritisch niveau veroorzaken (E._naar), dan reageert het neuron op binnenkomende signalen van andere zenuwcellen om het actiepotentiaal (zenuwimpuls) te genereren. De resulterende zenuwimpuls wordt verder langs het axon naar andere zenuw-, spier- of glandulaire cellen uitgevoerd.

Op het membraan van het initiële axonsegment bevinden zich uitsteeksels, waarop GABA-ergische rem-synapsen worden gevormd. Ontvangst van signalen langs deze synapsen van andere neuronen kan het genereren van zenuwimpulsen voorkomen.

Classificatie en soorten neuronen

De classificatie van neuronen wordt zowel door morfologische als functionele kenmerken uitgevoerd.

Door het aantal processen worden multipolaire, bipolaire en pseudounipolaire neuronen onderscheiden.

Door de aard van verbindingen met andere cellen en de functie die ze vervullen, worden sensorische, intercalatie- en motorneuronen onderscheiden. Sensorische neuronen worden ook afferente neuronen genoemd en hun processen zijn centripetaal. Neuronen die de functie van signaaloverdracht tussen zenuwcellen uitvoeren, worden geïntercaleerd of associatief genoemd. Neuronen, waarvan de axonen synapsen vormen op effectorcellen (spier, glandulair), worden motor of efferent genoemd, hun axonen worden centrifugaal genoemd.

Afferente (gevoelige) neuronen nemen informatie waar door sensorische receptoren, veranderen het in zenuwimpulsen en leiden tot de zenuwcentra van de hersenen en het ruggenmerg. De lichamen van gevoelige neuronen bevinden zich in de spinale en craniale ganglia. Dit zijn pseudo-unipolaire neuronen, waarvan het axon en de dendriet samen van het lichaam van het neuron vertrekken en dan scheiden. De dendriet gaat naar de periferie naar de organen en weefsels in de samenstelling van sensorische of gemengde zenuwen, en het axon in de samenstelling van de achterwortels wordt opgenomen in de dorsale hoorns van het ruggenmerg of in de samenstelling van de schedelzenuwen in de hersenen.

Ingevoegde of associatieve neuronen voeren de functies uit voor het verwerken van binnenkomende informatie en zorgen in het bijzonder voor de sluiting van de reflexbogen. De lichamen van deze neuronen bevinden zich in de grijze massa van de hersenen en het ruggenmerg.

Efferente neuronen vervullen ook de functie van het verwerken van inkomende informatie en het verzenden van efferente zenuwimpulsen van de hersenen en het ruggenmerg naar de cellen van de uitvoerende (effector) organen.

Neuron-integratieve activiteit

Elk neuron ontvangt een enorm aantal signalen via talrijke synapsen op zijn dendrieten en het lichaam, evenals via de moleculaire receptoren van de plasmamembranen, het cytoplasma en de kern. Signaaltransmissie maakt gebruik van veel verschillende soorten neurotransmitters, neuromodulatoren en andere signaalmoleculen. Het is duidelijk dat, om een ​​antwoord te vormen op de gelijktijdige aankomst van meerdere signalen, het neuron in staat moet zijn om ze te integreren.

De reeks processen die de verwerking van inkomende signalen en de vorming van een neuronrespons daarop mogelijk maken, is opgenomen in het concept van integratieve activiteit van een neuron.

De waarneming en verwerking van de signalen die aankomen bij het neuron wordt uitgevoerd met de deelname van dendrieten, het cellichaam en de axonheuvel van het neuron (figuur 4).

Fig. 4. Integratie van neuron signalen.

Een van de varianten van hun verwerking en integratie (sommatie) is de transformatie in synapsen en de sommatie van postsynaptische potentialen op het membraan van het lichaam en de processen van het neuron. Waargenomen signalen worden geconverteerd bij synapsen naar de oscillatie van het potentiaalverschil van het postsynaptische membraan (postsynaptische potentialen). Afhankelijk van het type synaps, kan het ontvangen signaal worden omgezet in een kleine (0,5 - 1,0 mV) depolariserende verandering in het potentiaalverschil (EPSP - synapsen worden weergegeven als lichte cirkels in het diagram) of hyperpolarisatie (TPPS - synapsen worden als zwart weergegeven in het diagram cirkels). Meerdere signalen kunnen tegelijkertijd op verschillende punten van het neuron aankomen, waarvan sommige worden getransformeerd in EPSP en andere - in TPPS.

Deze fluctuaties van het potentiaalverschil worden gepropageerd door lokale cirkelstromen over het neuronenmembraan in de richting van de axonheuvel in de vorm van depolarisatiegolven (in het witte schema) en hyperpolarisatie (in het zwarte schema), op elkaar gelegd (grijze gebieden). In deze superpositie worden de amplituden van de golven in één richting opgeteld, terwijl de tegenovergestelde worden gereduceerd (afgevlakt). Een dergelijke algebraïsche optelling van het potentiaalverschil op een membraan wordt ruimtelijke sommatie genoemd (afb. 4 en 5). Het resultaat van deze optelling kan zijn ofwel depolarisatie van het axon-heuvelmembraan en opwekking van zenuwimpulsen (gevallen 1 en 2 in Fig. 4), of de hyperpolarisatie en preventie van het begin van zenuwimpulsen (gevallen 3 en 4 in Fig. 4).

Om het potentiaalverschil van het membraan van de axonheuvel (ongeveer 30 mV) naar E te verplaatsen_naar, het moet worden gedepolariseerd tot 10-20 mV. Dit zal leiden tot de ontdekking van potentieel-afhankelijke natriumkanalen die daarin aanwezig zijn en het genereren van zenuwimpulsen. Sinds wanneer een PD arriveert en omgezet wordt in EPSP, kan membraandepolarisatie oplopen tot 1 mV, en de verspreiding naar de axonal hillock komt met verzwakking, om een ​​zenuwimpuls te genereren, een gelijktijdige influx naar het neuron via exciterende synapsen van 40-80 zenuwimpulsen van andere neuronen en sommatie hetzelfde aantal ipsp.

Fig. 5. Ruimtelijke en temporele optelling van een EPSP-neuron; a - BSPP per enkele stimulus; en - VPSP voor meervoudige stimulatie van verschillende afferenten; c - I-VPSP voor frequente stimulatie via een enkele zenuwvezel

Als op dit moment een bepaalde hoeveelheid zenuwimpulsen het neuron bereikt via remmende synapsen, dan is de activering en het genereren van een responszenuwimpuls mogelijk terwijl tegelijkertijd de stroom van signalen door de exciterende synapsen wordt verhoogd. Onder omstandigheden waarbij signalen afkomstig van de remmende synapsen hyperpolarisatie van het membraan van het neuron veroorzaken, gelijk aan of groter dan de depolarisatie veroorzaakt door signalen afkomstig van exciterende synapsen, zal depolarisatie van het axon-heuvelmembraan niet mogelijk zijn om zenuwimpulsen te genereren en inactief te worden.

Het neuron voert ook een tijdelijke sommatie uit van de signalen van EPSP en TPPS die er bijna gelijktijdig aankomen (zie figuur 5). De veranderingen in potentiaalverschillen die door hen in de bijna-synaptische gebieden worden veroorzaakt, kunnen ook algebraïsch worden samengevat, wat tijdelijke optelling wordt genoemd.

Elke zenuwimpuls gegenereerd door een neuron, evenals de stilteperiode van het neuron, bevat dus informatie van vele andere zenuwcellen. In het algemeen geldt dat hoe hoger de frequentie van signalen van andere cellen naar een neuron, des te vaker deze responszenuwimpulsen genereert die door het axon worden verzonden naar andere zenuw- of effectorcellen.

Vanwege het feit dat natriumkanalen bestaan ​​in het membraan van het lichaam van het neuron en zelfs de dendrieten ervan (hoewel in een klein aantal), kan het actiepotentiaal dat is ontstaan ​​op het axon-heuvelmembraan zich uitstrekken tot het lichaam en sommige neuron-dendrieten. De significantie van dit fenomeen is niet duidelijk genoeg, maar er wordt aangenomen dat de spreidingsactiepotentialen tijdelijk alle lokale stromen op het membraan afvlakken, de potentialen teniet doen en bijdragen tot een effectievere perceptie door het neuron van nieuwe informatie.

Moleculaire receptoren zijn betrokken bij de transformatie en integratie van signalen die arriveren bij een neuron. Tegelijkertijd kan hun stimulering door middel van signaalmoleculen, door initiatie (door G-eiwitten, tweede mediatoren), veranderingen in de staat van ionkanalen in gang zetten, transformatie van waargenomen signalen in oscillaties van potentiële verschillen in het membraan van het neuron, sommatie en vorming van een neuronrespons in de vorm van opwekking of remming van zenuwimpulsen.

De transformatie van signalen door de metabotrope moleculaire receptoren van een neuron gaat gepaard met zijn reactie in de vorm van het triggeren van een cascade van intracellulaire transformaties. De reactie van het neuron in dit geval kan de versnelling van het algemene metabolisme zijn, een toename in de vorming van ATP, zonder welke het onmogelijk is om zijn functionele activiteit te verhogen. Met behulp van deze mechanismen integreert het neuron de ontvangen signalen om de efficiëntie van zijn eigen activiteit te verbeteren.

Intracellulaire transformaties in een neuron, geïnitieerd door de ontvangen signalen, leiden vaak tot een toename in de synthese van eiwitmoleculen, die in het neuron fungeren als receptoren, ionkanalen en dragers. Door het aantal te vergroten, past het neuron zich aan aan de aard van de binnenkomende signalen, verhoogt het de gevoeligheid voor de meer significante signalen en verzwakt het - voor de minder belangrijke signalen.

Het verkrijgen van een aantal signalen door een neuron kan gepaard gaan met expressie of repressie van bepaalde genen, bijvoorbeeld die welke de synthese van peptide-neuromodulatoren regelen. Omdat ze worden afgeleverd aan de axon terminals van het neuron en daarin worden gebruikt om het effect van de neurotransmitters op andere neuronen te versterken of te verzwakken, kan het neuron, in reactie op signalen die het ontvangt, een sterker of zwakker effect hebben op de andere zenuwcellen die het bestuurt. Aangezien het modulerende effect van neuropeptiden lang kan duren, kan de invloed van een neuron op andere zenuwcellen ook lang duren.

Dankzij het vermogen verschillende signalen te integreren, kan een neuron dus subtiel reageren door een breed scala aan reacties, waardoor het effectief kan worden aangepast aan de aard van de binnenkomende signalen en ze kan gebruiken om de functies van andere cellen te regelen.

Neurale circuits

CNS-neuronen interageren met elkaar en vormen verschillende synapsen op de contactplaats. De resulterende neurale pensioenen verhogen herhaaldelijk de functionaliteit van het zenuwstelsel. De meest voorkomende neurale circuits omvatten: lokale, hiërarchische, convergente en divergerende neurale circuits met één ingang (figuur 6).

Lokale neurale circuits worden gevormd door twee of meer neuronen. In dit geval geeft een van de neuronen (1) het axon als onderpand aan het neuron (2), waardoor een axosomatische synaps op het lichaam wordt gevormd en het tweede - een synaps vormt op het lichaam van het eerste neuron met een axon. Lokale neurale netwerken kunnen functioneren als vallen waarin zenuwimpulsen langdurig kunnen circuleren in een cirkel gevormd door verschillende neuronen.

De mogelijkheid van langdurige circulatie van een excitatiegolf (zenuwimpuls) die één keer ontstond als gevolg van transmissie naar een ringstructuur, toonde experimenteel Professor I.A. Vetokhin in experimenten met de neurale ring van kwallen.

De circulaire circulatie van zenuwimpulsen langs lokale neurale circuits vervult de functie van het transformeren van het ritme van excitaties, biedt de mogelijkheid van langdurige excitatie van de zenuwcentra na het stoppen van signalen aan hen, en neemt deel aan de mechanismen voor het opslaan van de binnenkomende informatie.

Lokale ketens kunnen ook een remfunctie uitvoeren. Een voorbeeld hiervan is terugkerende remming, die wordt gerealiseerd in de eenvoudigste lokale neurale keten van het ruggenmerg, gevormd door de a-motoneuron en de Renshaw-cel.

Fig. 6. De eenvoudigste neurale circuits van het centrale zenuwstelsel. Beschrijving in de tekst

In dit geval verspreidt de excitatie die is ontstaan ​​in het motorneuron zich langs de axon-tak, activeert de Renshaw-cel, die het a-motorische neuron remt.

Convergerende ketens worden gevormd door verschillende neuronen, waarvan een (meestal efferent) de axons van een aantal andere cellen convergeert of convergeert. Dergelijke ketens zijn wijd verspreid in het centrale zenuwstelsel. De pyramidale neuronen van de primaire motorcortex convergeren bijvoorbeeld de axons van veel neuronen in de gevoelige velden van de cortex. Op de motorneuronen van de ventrale hoorns van de ruggenmerg komen axons van duizenden gevoelige en geïntercaleerde neuronen van verschillende niveaus van het CNS samen. Convergente ketens spelen een belangrijke rol bij het integreren van signalen met efferente neuronen en het coördineren van fysiologische processen.

Uiteenlopende ketens met één invoer worden gevormd door een neuron met een vertakkingsaxon, waarvan elk van de takken een synaps vormt met een andere zenuwcel. Deze circuits voeren de functies uit van simultane transmissie van signalen van één neuron naar vele andere neuronen. Dit wordt bereikt door een sterke vertakking (de vorming van enkele duizenden twijgjes) van het axon. Dergelijke neuronen worden vaak gevonden in de kernen van de reticulaire vorming van de hersenstam. Ze zorgen voor een snelle toename van de prikkelbaarheid van verschillende delen van de hersenen en de mobilisatie van zijn functionele reserves.