Solujen kyky reagoida ulkomaailman ärsykkeisiin on elävän organismin pääkriteeri. Hermokudoksen rakenneosat - nisäkkäiden ja ihmisten neuronit - pystyvät muuttamaan ärsykkeitä (valo, haju, ääniaallot) viritysprosessiksi. Sen lopputulos on kehon riittävä reaktio vastauksena erilaisiin ympäristövaikutuksiin. Tässä artikkelissa tutkimme aivojen hermosolujen ja hermoston perifeeristen osien toimintaa ja tarkastelemme myös hermosolujen luokittelua niiden toiminnan erityispiirteiden yhteydessä elävissä organismeissa.
Hermokudoksen muodostuminen
Ennen kuin tutkimme hermosolujen toimintoja, katsotaan kuinka hermosyyttisolut muodostuvat. Neurulavaiheessa hermoputki asetetaan alkioon. Se muodostuu ektodermaalistalehti, jossa on paksuuntuminen - hermolevy. Putken laajennettu pää muodostaa myöhemmin viisi osaa aivokuplien muodossa. Ne muodostavat osia aivoista. Suurin osa hermoputkesta alkionkehitysprosessissa muodostaa selkäytimen, josta lähtee 31 paria hermoja.
Aivojen hermosolut yhdistyvät muodostamaan ytimiä. Niistä tulee 12 paria aivohermoja. Ihmiskehossa hermosto on erilaistunut keskusosaan - aivoihin ja selkäytimeen, joka koostuu neurosyyttisoluista, ja tukikudokseksi - neurogliaan. Perifeerinen osa koostuu somaattisista ja vegetatiivisista osista. Niiden hermopäätteet hermottavat kaikkia kehon elimiä ja kudoksia.
Neuronit ovat hermoston rakenneyksiköitä
Niillä on eri kokoja, muotoja ja ominaisuuksia. Hermosolujen toiminnot ovat monipuoliset: osallistuminen refleksikaarien muodostumiseen, ulkoisen ympäristön ärsytyksen havaitseminen, tuloksena olevan virityksen siirtyminen muihin soluihin. Neuronilla on useita haaroja. Pitkä on aksoni, lyhyet haarautuvat ja niitä kutsutaan dendriiteiksi.
Sytologiset tutkimukset ovat paljastaneet hermosolussa ytimen, jossa on yksi tai kaksi nukleolia, hyvin muodostunut endoplasminen verkkokalvo, monia mitokondrioita ja voimakas proteiineja syntetisoiva laite. Sitä edustavat ribosomit ja RNA- ja mRNA-molekyylit. Nämä aineet muodostavat erityisen hermosyyttien rakenteen - Nisslin aineen. Hermosolujen erikoisuus - suuri määrä prosesseja myötävaikuttaa siihen, että hermosolun päätehtävä on hermon välittäminenimpulsseja. Sen tarjoavat sekä dendriitit että aksoni. Ensin mainitut havaitsevat signaalit ja välittävät ne hermosyyttien kehoon, ja aksoni, ainoa erittäin pitkä prosessi, johtaa viritystä muihin hermosoluihin. Jatkamalla vastausta kysymykseen: mitä tehtävää neuronit suorittavat, käännytään asiaan sellaisen aineen kuin neuroglia rakenne.
Hermostokudosrakenteet
Neurosyyttejä ympäröi erityinen aine, jolla on tukevia ja suojaavia ominaisuuksia. Sillä on myös tyypillinen jakautumiskyky. Tätä yhteyttä kutsutaan neurogliaksi.
Tämä rakenne on läheisessä yhteydessä hermosoluihin. Koska neuronin päätehtävät ovat hermoimpulssien tuottaminen ja johtaminen, viritysprosessi vaikuttaa gliasoluihin ja muuttavat sähköisiä ominaisuuksiaan. Troofisten ja suojaavien toimintojen lisäksi glia saa aikaan metabolisia reaktioita neurosyyteissä ja edistää hermokudoksen plastisuutta.
Hermosolujen virityksen johtamismekanismi
Jokainen hermosolu muodostaa useita tuhansia kontakteja muiden hermosyyttien kanssa. Hermosolun kehosta aksonia pitkin siirtyvät sähköimpulssit, jotka ovat viritysprosessien perusta, ja ne koskettavat hermokudoksen muita rakenneosia tai menevät suoraan työelimeen, esimerkiksi lihakseen. Sen selvittämiseksi, mitä toimintoa neuronit suorittavat, on tarpeen tutkia viritysvälityksen mekanismia. Sitä suorittavat aksonit. Motorisissa hermoissa ne on peitetty myeliinivaipalla ja niitä kutsutaan pulpyiksi. Vegetatiivisessahermosto ovat myelinisoimattomia prosesseja. Niiden kautta virityksen tulisi päästä viereiseen neurosyyttiin.
Mikä on synapsi
Kahden solun kohtaamispaikkaa kutsutaan synapsiksi. Virityksen siirtyminen siinä tapahtuu joko kemiallisten aineiden - välittäjien avulla tai siirtämällä ioneja neuronista toiseen eli sähköimpulsseilla.
Synapsien muodostumisen ansiosta hermosolut muodostavat verkkorakenteen aivojen ja selkäytimen varsiosaan. Sitä kutsutaan retikulaariseksi muodostukseksi, se alkaa ytimeen alaosasta ja kaappaa aivorungon ytimet tai aivohermosolut. Verkkorakenne ylläpitää aivokuoren aktiivista tilaa ja ohjaa selkäytimen refleksitoimintaa.
Tekoäly
Ajatus keskushermoston hermosolujen välisistä synaptisista yhteyksistä ja verkkoinformaation toimintojen tutkimuksesta on tällä hetkellä tieteessä ilmennyt keinotekoisen hermoverkon muodossa. Siinä yhden keinotekoisen hermosolun lähdöt yhdistetään toisen tuloihin erityisillä yhteyksillä, jotka toistavat toiminnassaan todellisia synapseja. Keinotekoisen neurotietokoneen neuronin aktivointitoiminto on kaikkien keinotekoiseen hermosoluun saapuvien tulosignaalien summa, joka muunnetaan lineaarisen komponentin epälineaariseksi funktioksi. Sitä kutsutaan myös aktivointifunktioksi (siirto). Tekoälyä luotaessa yleisimmin käytettyjä ovat lineaariset, puolilineaariset ja vaiheittaiset aktivointifunktiot.neuroni.
Afferenttihermosyytit
Niitä kutsutaan myös herkäksi, ja niillä on lyhyet prosessit, jotka pääsevät ihon soluihin ja kaikkiin sisäelimiin (reseptoreihin). Tunteessaan ulkoisen ympäristön ärsytyksen reseptorit muuttavat ne viritysprosessiksi. Ärsykkeen tyypistä riippuen hermopäätteet jaetaan: lämpöreseptoreihin, mekanoreseptoreihin, nosiseptoreihin. Siten herkän hermosolun tehtäviä ovat ärsykkeiden havaitseminen, niiden erottelu, virityksen synnyttäminen ja sen välittäminen keskushermostoon. Sensoriset neuronit tulevat selkäytimen selkäsarviin. Heidän ruumiinsa sijaitsevat keskushermoston ulkopuolella sijaitsevissa solmuissa (ganglioissa). Näin muodostuvat kallo- ja selkäydinhermojen gangliot. Afferenteissa hermosoluissa on suuri määrä dendriittejä, jotka yhdessä aksonin ja kehon kanssa ovat olennainen osa kaikkia refleksikaaria. Siksi herkän hermosolun toimintoihin kuuluu sekä viritysprosessin siirtäminen aivoihin ja selkäytimeen että osallistuminen refleksien muodostukseen.
Interneuronin ominaisuudet
Jatkamalla hermokudoksen rakenneosien ominaisuuksien tutkimista, selvitetään, mitä toimintaa interneuronit suorittavat. Tämäntyyppiset hermosolut vastaanottavat biosähköisiä impulsseja sensorisesta hermosyytistä ja välittävät ne:
a) muut interneuronit;
b) motoriset neurosyytit.
Useimmissa interneuroneissa on aksoneja, joiden päätyosat ovat terminaaleja, jotka on yhdistetty yhden keskuksen neurosyytteihin.
Intercalary neuroni, jonka tehtävänä on herätteen integrointi ja sen jakautuminen edelleen keskushermoston osiin, on olennainen osa useimpia ehdollisia refleksejä ja ehdollisia refleksejä hermokaareissa. Kiihottavat interneuronit edistävät signaalin välitystä hermosyyttien funktionaalisten ryhmien välillä. Estävät interkalaariset hermosolut saavat virityksen omasta keskuksestaan palautteen kautta. Tämä myötävaikuttaa siihen, että interkalaarinen neuroni, jonka tehtävänä on välittää hermoimpulsseja ja säilyttää niitä pitkällä aikavälillä, varmistaa selkäytimen sensoristen hermojen aktivoitumisen.
Moottorinen neuronitoiminto
Motoneuroni on heijastuskaaren viimeinen rakenneyksikkö. Siinä on suuri runko, joka on suljettu selkäytimen etusarviin. Niillä hermosoluilla, jotka hermottavat luurankolihaksia, on näiden motoristen elementtien nimet. Muut efferentit neurosyytit pääsevät rauhasten erittäviin soluihin ja aiheuttavat sopivien aineiden vapautumisen: salaisuuksia, hormoneja. Tahattomissa eli ehdollisissa refleksitoiminnoissa (nieleminen, syljeneritys, ulostaminen) efferenttihermosolut lähtevät selkäytimestä tai aivorungosta. Monimutkaisten toimien ja liikkeiden suorittamiseen keho käyttää kahden tyyppisiä keskipakoishermosyyttejä: keskusmoottoria ja perifeeristä moottoria. Keskusmotorisen neuronin runko sijaitsee aivokuoressa lähellä Roland sulcusa.
Ääreismotoristen hermosyyttien kehot, jotka hermottavat raajojen, vartalon, kaulan,sijaitsevat selkäytimen etusarvissa, ja niiden pitkät prosessit - aksonit - tulevat ulos etujuurista. Ne muodostavat motorisia kuituja 31 parista selkäydinhermoista. Kasvojen, nielun, kurkunpään ja kielen lihaksia hermottavat perifeeriset motoriset neurosyytit sijaitsevat vagus-, hypoglossaal- ja glossofaryngeaalisten kallohermojen ytimissä. Siksi motorisen neuronin päätehtävä on virityksen esteetön johtuminen lihaksiin, erittäviin soluihin ja muihin työelimiin.
Metabolia neurosyyteissä
Heuronin päätoiminnot - biosähköisen toimintapotentiaalin muodostuminen ja sen välittyminen muihin hermosoluihin, lihaksiin, erittäviin soluihin - johtuvat hermosyyttien rakenteellisista ominaisuuksista sekä spesifisistä metabolisista reaktioista. Sytologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että neuronit sisältävät suuren määrän mitokondrioita, jotka syntetisoivat ATP-molekyylejä, kehittyneen rakeisen verkkokalvon, jossa on monia ribosomaalisia hiukkasia. Ne syntetisoivat aktiivisesti solun proteiineja. Hermosolun kalvo ja sen prosessit - aksoni ja dendriitit - suorittavat molekyylien ja ionien selektiivisen kuljetuksen. Metaboliset reaktiot neurosyyteissä etenevät erilaisten entsyymien osallistuessa ja niille on ominaista korkea intensiteetti.
Viroitteen siirto synapseissa
Huolehtiessamme hermosolujen virityksen mekanismista tutustuimme synapseihin - muodostumiin, jotka esiintyvät kahden neurosyytin kosketuspisteessä. Ensimmäisessä hermosolussa tapahtuva viritys aiheuttaa kemiallisten aineiden molekyylien - välittäjien - muodostumisen sen aksonin sivuille. Nämä sisältävätaminohapot, asetyylikoliini, norepinefriini. Vapautuessaan synoptisen raon synoptisten päätteiden vesikkeleistä, se voi vaikuttaa sekä omaan postsynaptiseen kalvoonsa että viereisten hermosolujen kuoriin.
Neurotransmitterimolekyylit toimivat ärsyttäjinä toiselle hermosolulle aiheuttaen muutoksia sen kalvon varauksissa – toimintapotentiaalissa. Siten viritys leviää nopeasti hermosäikeitä pitkin ja saavuttaa keskushermoston osia tai siirtyy lihaksiin ja rauhasiin aiheuttaen niiden riittävän toiminnan.
Neuronien plastisuus
Tutkijat ovat havainneet, että alkioiden muodostumisprosessissa, nimittäin neurulaation vaiheessa, ektodermista kehittyy erittäin suuri määrä primaarisia hermosoluja. Noin 65 % heistä kuolee ennen ihmisen syntymää. Ontogeneesin aikana jotkut aivosolut poistuvat edelleen. Tämä on luonnollinen ohjelmoitu prosessi. Neurosyytit, toisin kuin epiteelisolut tai sidesolut, eivät pysty jakautumaan ja uusiutumaan, koska näistä prosesseista vastaavat geenit inaktivoituvat ihmisen kromosomeissa. Siitä huolimatta aivot ja henkinen suorituskyky voidaan ylläpitää useita vuosia ilman, että ne heikkenevät merkittävästi. Tämä selittyy sillä, että ontogeneesiprosessissa menetettyjen hermosolujen toiminnot ottavat h altuunsa muut hermosolut. Niiden on lisättävä aineenvaihduntaa ja luotava uusia hermoyhteyksiä, jotka kompensoivat menetettyjä toimintoja. Tätä ilmiötä kutsutaan neurosyyttien plastisuudesta.
Mitäheijastuu neuroneissa
1900-luvun lopulla ryhmä italialaisia neurofysiologeja totesi mielenkiintoisen tosiasian: tajunnan peiliheijastus on mahdollista hermosoluissa. Tämä tarkoittaa, että aivokuoreen muodostuu haamu niiden ihmisten tietoisuudesta, joiden kanssa kommunikoimme. Peilijärjestelmään kuuluvat neuronit toimivat resonaattoreina ympäröivän ihmisen henkiselle toiminnalle. Siksi henkilö pystyy ennustamaan keskustelukumppanin aikomukset. Tällaisten neurosyyttien rakenne tarjoaa myös erityisen psykologisen ilmiön, jota kutsutaan empatiaksi. Sille on ominaista kyky tunkeutua toisen ihmisen tunteiden maailmaan ja empatiaa heidän tunteisiinsa.
