უჯრედების უნარი რეაგირება მოახდინონ გარესამყაროს სტიმულებზე ცოცხალი ორგანიზმის მთავარი კრიტერიუმია. ნერვული ქსოვილის სტრუქტურულ ელემენტებს - ძუძუმწოვრებისა და ადამიანების ნეირონებს შეუძლიათ სტიმული (სინათლე, სუნი, ხმის ტალღები) გარდაქმნან აგზნების პროცესში. მისი საბოლოო შედეგი არის სხეულის ადეკვატური რეაქცია გარემოს სხვადასხვა გავლენის საპასუხოდ. ამ სტატიაში შევისწავლით თავის ტვინის ნეირონების და ნერვული სისტემის პერიფერიული ნაწილების ფუნქციას და ასევე განვიხილავთ ნეირონების კლასიფიკაციას ცოცხალ ორგანიზმებში მათი ფუნქციონირების თავისებურებებთან დაკავშირებით.
ნერვული ქსოვილის ფორმირება
ნეირონის ფუნქციების შესწავლამდე, მოდით შევხედოთ როგორ იქმნება ნეიროციტების უჯრედები. ნეირულას სტადიაზე ნერვული მილი ჩანასახშია ჩასმული. იგი წარმოიქმნება ექტოდერმულიდანფოთოლი გასქელებით - ნერვული ფირფიტა. მილის გაფართოებული ბოლო მოგვიანებით შექმნის ხუთ ნაწილს ტვინის ბუშტების სახით. ისინი ქმნიან ტვინის ნაწილებს. ემბრიონის განვითარების პროცესში ნერვული მილის ძირითადი ნაწილი ქმნის ზურგის ტვინს, საიდანაც 31 წყვილი ნერვი გამოდის.
ტვინის ნეირონები ერთიანდებიან და ქმნიან ბირთვებს. მათგან 12 წყვილი კრანიალური ნერვი გამოდის. ადამიანის ორგანიზმში ნერვული სისტემა დიფერენცირებულია ცენტრალურ განყოფილებად - ტვინი და ზურგის ტვინი, რომელიც შედგება ნეიროციტების უჯრედებისგან, ხოლო დამხმარე ქსოვილად - ნეიროგლია. პერიფერიული განყოფილება შედგება სომატური და მცენარეული ნაწილებისგან. მათი ნერვული დაბოლოებები ანერვიებს სხეულის ყველა ორგანოსა და ქსოვილს.
ნეირონები ნერვული სისტემის სტრუქტურული ერთეულებია
მათ აქვთ განსხვავებული ზომები, ფორმები და თვისებები. ნეირონის ფუნქციები მრავალფეროვანია: მონაწილეობა რეფლექსური რკალების ფორმირებაში, გაღიზიანების აღქმა გარე გარემოდან, მიღებული აგზნების გადაცემა სხვა უჯრედებზე. ნეირონს აქვს რამდენიმე ტოტი. გრძელი არის აქსონი, მოკლეს ტოტი და ეწოდება დენდრიტები.
ციტოლოგიურმა კვლევებმა აჩვენა ნერვული უჯრედის სხეულში ბირთვი ერთი ან ორი ბირთვით, კარგად ჩამოყალიბებული ენდოპლაზმური ბადე, მრავალი მიტოქონდრია და ცილის სინთეზის ძლიერი აპარატი. იგი წარმოდგენილია რიბოზომებით და რნმ და mRNA მოლეკულებით. ეს ნივთიერებები ქმნიან ნეიროციტების სპეციფიკურ სტრუქტურას – ნისლის ნივთიერებას. ნერვული უჯრედების თავისებურება - პროცესების დიდი რაოდენობა ხელს უწყობს იმ ფაქტს, რომ ნეირონის მთავარი ფუნქციაა ნერვის გადაცემა.იმპულსები. მას უზრუნველყოფს როგორც დენდრიტები, ასევე აქსონი. პირველი აღიქვამს სიგნალებს და გადასცემს მათ ნეიროციტის სხეულს, ხოლო აქსონი, ერთადერთი ძალიან გრძელი პროცესი, ატარებს აგზნებას სხვა ნერვულ უჯრედებში. გავაგრძელოთ პასუხის პოვნა კითხვაზე: რა ფუნქციას ასრულებენ ნეირონები, მივმართოთ ისეთი ნივთიერების სტრუქტურა, როგორიცაა ნეიროგლია.
ნერვული ქსოვილის სტრუქტურები
ნეიროციტები გარშემორტყმულია სპეციალური ნივთიერებით, რომელსაც აქვს დამხმარე და დამცავი თვისებები. მას ასევე აქვს დამახასიათებელი გაყოფის უნარი. ამ კავშირს ნეიროგლია ეწოდება.
ეს სტრუქტურა მჭიდრო კავშირშია ნერვულ უჯრედებთან. ვინაიდან ნეირონის ძირითადი ფუნქციებია ნერვული იმპულსების წარმოქმნა და გამტარობა, გლიური უჯრედები გავლენას ახდენენ აგზნების პროცესზე და ცვლიან მათ ელექტრულ მახასიათებლებს. ტროფიკული და დამცავი ფუნქციების გარდა, გლია უზრუნველყოფს მეტაბოლურ რეაქციებს ნეიროციტებში და ხელს უწყობს ნერვული ქსოვილის პლასტიურობას.
ნეირონებში აგზნების ჩატარების მექანიზმი
თითოეული ნერვული უჯრედი აყალიბებს რამდენიმე ათას კონტაქტს სხვა ნეიროციტებთან. ელექტრული იმპულსები, რომლებიც აგზნების პროცესების საფუძველია, გადაეცემა ნეირონის სხეულიდან აქსონის გასწვრივ და ის დაუკავშირდება ნერვული ქსოვილის სხვა სტრუქტურულ ელემენტებს ან პირდაპირ შედის სამუშაო ორგანოში, მაგალითად, კუნთში. იმის დასადგენად, თუ რა ფუნქციას ასრულებენ ნეირონები, აუცილებელია აგზნების გადაცემის მექანიზმის შესწავლა. იგი ხორციელდება აქსონებით. საავტომობილო ნერვებში ისინი დაფარულია მიელინის გარსით და უწოდებენ პულპიურს. ვეგეტატიურშინერვული სისტემა არის არამიელინირებული პროცესები. მათი მეშვეობით აგზნება უნდა შევიდეს მეზობელ ნეიროციტში.
რა არის სინაფსი
ადგილს, სადაც ორი უჯრედი ხვდება, სინაფსი ეწოდება. მასში აგზნების გადატანა ხდება ან ქიმიური ნივთიერებების - შუამავლების, ან იონების გადაცემით ერთი ნეირონიდან მეორეზე, ანუ ელექტრული იმპულსებით.
სინაფსების წარმოქმნის გამო, ნეირონები ქმნიან ტვინის და ზურგის ტვინის ღეროვანი ნაწილის ქსელურ სტრუქტურას. მას ეწოდება რეტიკულური წარმონაქმნი, იწყება მედულას გრძივი ნაწილის ქვედა ნაწილიდან და იჭერს ტვინის ღეროს ბირთვებს, ანუ ტვინის ნეირონებს. ბადის სტრუქტურა ინარჩუნებს ცერებრალური ქერქის აქტიურ მდგომარეობას და ხელმძღვანელობს ზურგის ტვინის რეფლექსურ მოქმედებებს.
ხელოვნური ინტელექტი
ცენტრალური ნერვული სისტემის ნეირონებს შორის სინაფსური კავშირების იდეა და რეტიკულური ინფორმაციის ფუნქციების შესწავლა ამჟამად მეცნიერების მიერ არის განსახიერებული ხელოვნური ნერვული ქსელის სახით. მასში, ერთი ხელოვნური ნერვული უჯრედის გამოსავალი დაკავშირებულია მეორის შეყვანასთან სპეციალური კავშირებით, რომლებიც ახდენენ რეალურ სინაფსებს მათ ფუნქციებში. ხელოვნური ნეიროკომპიუტერის ნეირონის აქტივაციის ფუნქცია არის ხელოვნურ ნერვულ უჯრედში შემავალი ყველა შეყვანის სიგნალის ჯამი, რომელიც გარდაიქმნება ხაზოვანი კომპონენტის არაწრფივ ფუნქციად. მას ასევე უწოდებენ გააქტიურების ფუნქციას (გადაცემას). ხელოვნური ინტელექტის შექმნისას ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ხაზოვანი, ნახევრადწრფივი და ეტაპობრივი გააქტიურების ფუნქციები.ნეირონი.
აფერენტული ნეიროციტები
მათ ასევე უწოდებენ მგრძნობიარეს და აქვთ მოკლე პროცესები, რომლებიც შედიან კანის უჯრედებში და ყველა შინაგან ორგანოში (რეცეპტორები). გარე გარემოს გაღიზიანების აღქმით, რეცეპტორები მათ აგზნების პროცესში გარდაქმნიან. სტიმულის ტიპის მიხედვით ნერვული დაბოლოებები იყოფა: თერმორეცეპტორებად, მექანორეცეპტორებად, ნოციცეპტორებად. ამრიგად, მგრძნობიარე ნეირონის ფუნქციებია სტიმულის აღქმა, მათი დისკრიმინაცია, აგზნების წარმოქმნა და მისი გადაცემა ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში. სენსორული ნეირონები შედიან ზურგის ტვინის დორსალურ რქებში. მათი სხეულები განლაგებულია ცენტრალური ნერვული სისტემის გარეთ მდებარე კვანძებში (განგლიებში). ასე ყალიბდება კრანიალური და ზურგის ნერვების განგლიები. აფერენტულ ნეირონებს აქვთ დენდრიტების დიდი რაოდენობა; აქსონთან და სხეულთან ერთად ისინი ყველა რეფლექსური რკალის აუცილებელი კომპონენტია. ამრიგად, მგრძნობიარე ნეირონის ფუნქციები მოიცავს როგორც აგზნების პროცესის ტვინსა და ზურგის ტვინში გადატანას, ასევე რეფლექსების ფორმირებაში მონაწილეობას.
ინტერნეირონის მახასიათებლები
ნერვული ქსოვილის სტრუქტურული ელემენტების თვისებების შესწავლის გაგრძელებით, გავარკვიოთ, რა ფუნქციას ასრულებენ ინტერნეირონები. ამ ტიპის ნერვული უჯრედები იღებენ ბიოელექტრიკულ იმპულსებს სენსორული ნეიროციტიდან და გადასცემს მათ:
ა) სხვა ინტერნეირონები;
ბ) მოტორული ნეიროციტები.
ინტერნეირონების უმეტესობას აქვს აქსონები, რომელთა ბოლო განყოფილებები არის ტერმინალები, რომლებიც დაკავშირებულია ერთი ცენტრის ნეიროციტებთან.
ინტერკალარული ნეირონი, რომლის ფუნქციებია აგზნების ინტეგრაცია და მისი გავრცელება ცენტრალური ნერვული სისტემის ნაწილებზე, არის უპირობო რეფლექსური და პირობითი რეფლექსური ნერვული რკალების უმეტესობის მნიშვნელოვანი კომპონენტი. აღმგზნები ინტერნეირონები ხელს უწყობენ სიგნალის გადაცემას ნეიროციტების ფუნქციურ ჯგუფებს შორის. ინჰიბიტორული ინტერკალარული ნერვული უჯრედები იღებენ აგზნებას საკუთარი ცენტრიდან უკუკავშირის საშუალებით. ეს ხელს უწყობს იმ ფაქტს, რომ ინტერკალარული ნეირონი, რომლის ფუნქციებია ნერვული იმპულსების გადაცემა და გრძელვადიანი შენარჩუნება, უზრუნველყოფს სენსორული ხერხემლის ნერვების გააქტიურებას.
საავტომობილო ნეირონის ფუნქცია
მოტონეირონი არის რეფლექსური რკალის საბოლოო სტრუქტურული ერთეული. მას აქვს დიდი სხეული ჩასმული ზურგის ტვინის წინა რქებში. იმ ნერვულ უჯრედებს, რომლებიც ანერვიულებენ ჩონჩხის კუნთებს, აქვთ ამ საავტომობილო ელემენტების სახელები. სხვა ეფერენტული ნეიროციტები შედიან ჯირკვლების გამომყოფ უჯრედებში და იწვევენ შესაბამისი ნივთიერებების: საიდუმლოების, ჰორმონების გამოყოფას. უნებლიე, ანუ უპირობო რეფლექსური მოქმედებების დროს (ყლაპვა, ნერწყვდენა, დეფეკაცია) ეფერენტული ნეირონები შორდებიან ზურგის ტვინიდან ან თავის ტვინის ღეროდან. რთული მოქმედებებისა და მოძრაობების შესასრულებლად სხეული იყენებს ორი ტიპის ცენტრიდანული ნეიროციტების: ცენტრალურ მოტორულ და პერიფერიულ მოტორს. ცენტრალური საავტომობილო ნეირონის სხეული მდებარეობს ცერებრალური ქერქში, როლანდის ღრმულის მახლობლად.
პერიფერიული მოტორული ნეიროციტების სხეულები, რომლებიც ანერვირებენ კიდურების, ღეროს, კისრის კუნთებს,განლაგებულია ზურგის ტვინის წინა რქებში და მათი ხანგრძლივი პროცესები – აქსონები – გამოდის წინა ფესვებიდან. ისინი ქმნიან 31 წყვილი ზურგის ნერვის საავტომობილო ბოჭკოებს. პერიფერიული საავტომობილო ნეიროციტები, რომლებიც ანერვირებენ სახის, ფარინქსის, ხორხის და ენის კუნთებს, განლაგებულია საშოს, ჰიპოგლოსალური და გლოსოფარინგეალური კრანიალური ნერვების ბირთვებში. მაშასადამე, საავტომობილო ნეირონის მთავარი ფუნქციაა აგზნების შეუფერხებელი წარმართვა კუნთებზე, უჯრედების სეკრეციაზე და სხვა სამუშაო ორგანოებზე.
მეტაბოლიზმი ნეიროციტებში
ნეირონის ძირითადი ფუნქციები - ბიოელექტრული მოქმედების პოტენციალის ფორმირება და მისი გადაცემა სხვა ნერვულ უჯრედებზე, კუნთებზე, სეკრეციულ უჯრედებზე - განპირობებულია ნეიროციტის სტრუქტურული მახასიათებლებით, აგრეთვე სპეციფიკური მეტაბოლური რეაქციებით. ციტოლოგიურმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ნეირონები შეიცავს მიტოქონდრიების დიდ რაოდენობას, რომლებიც ასინთეზირებენ ATP მოლეკულებს, განვითარებულ მარცვლოვან რეტიკულუმს მრავალი რიბოსომური ნაწილაკებით. ისინი აქტიურად ასინთეზებენ უჯრედულ ცილებს. ნერვული უჯრედის მემბრანა და მისი პროცესები - აქსონი და დენდრიტები - ასრულებს მოლეკულების და იონების შერჩევითი ტრანსპორტირების ფუნქციას. მეტაბოლური რეაქციები ნეიროციტებში მიმდინარეობს სხვადასხვა ფერმენტების მონაწილეობით და ხასიათდება მაღალი ინტენსივობით.
აგზნების გადაცემა სინაფსებში
ნეირონებში აგზნების ჩატარების მექანიზმის გათვალისწინებით, გავეცანით სინაფსებს - წარმონაქმნებს, რომლებიც წარმოიქმნება ორი ნეიროციტის შეხების ადგილზე. პირველ ნერვულ უჯრედში აგზნება იწვევს ქიმიური ნივთიერებების - შუამავლების - მოლეკულების წარმოქმნას მისი აქსონის საყრდენებში. Ესენი მოიცავსამინომჟავები, აცეტილქოლინი, ნორეპინეფრინი. სინოპტიკური ნაპრალის სინოპტიკური დაბოლოებების ვეზიკულებიდან გამოთავისუფლებული მას შეუძლია გავლენა მოახდინოს როგორც საკუთარ პოსტსინაფსურ მემბრანაზე, ასევე მეზობელი ნეირონების გარსებზე.
ნეიროტრანსმიტერის მოლეკულები ემსახურება როგორც სხვა ნერვული უჯრედის გამაღიზიანებელს, რაც იწვევს მის მემბრანაში მუხტების ცვლილებას - მოქმედების პოტენციალს. ამრიგად, აგზნება სწრაფად ვრცელდება ნერვული ბოჭკოების გასწვრივ და აღწევს ცენტრალური ნერვული სისტემის ნაწილებს ან შედის კუნთებსა და ჯირკვლებში, რაც იწვევს მათ ადექვატურ მოქმედებას.
ნეირონის პლასტიურობა
მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ემბრიოგენეზის პროცესში, კერძოდ, ნეირულაციის ეტაპზე, პირველადი ნეირონების ძალიან დიდი რაოდენობა ვითარდება ექტოდერმიდან. მათგან დაახლოებით 65% იღუპება ადამიანის დაბადებამდე. ონტოგენეზის დროს ტვინის ზოგიერთი უჯრედი აგრძელებს ელიმინაციას. ეს არის ბუნებრივი დაპროგრამებული პროცესი. ნეიროციტები, ეპითელური ან შემაერთებელი უჯრედებისგან განსხვავებით, არ შეუძლიათ გაყოფა და რეგენერაცია, რადგან ამ პროცესებზე პასუხისმგებელი გენები ინაქტივირებულია ადამიანის ქრომოსომებში. მიუხედავად ამისა, ტვინი და გონებრივი აქტივობა შეიძლება შენარჩუნდეს მრავალი წლის განმავლობაში, მნიშვნელოვანი დაქვეითების გარეშე. ეს აიხსნება იმით, რომ ონტოგენეზის პროცესში დაკარგული ნეირონის ფუნქციებს სხვა ნერვული უჯრედები იღებენ. მათ უნდა გაზარდონ მეტაბოლიზმი და შექმნან ახალი დამატებითი ნერვული კავშირები, რომლებიც ანაზღაურებენ დაკარგულ ფუნქციებს. ამ ფენომენს ნეიროციტების პლასტიურობა ეწოდება.
რააისახება ნეირონებში
მე-20 საუკუნის ბოლოს იტალიელმა ნეიროფიზიოლოგთა ჯგუფმა დაადგინა საინტერესო ფაქტი: ცნობიერების სარკისებური ასახვა შესაძლებელია ნერვულ უჯრედებში. ეს ნიშნავს, რომ ცერებრალური ქერქში ყალიბდება იმ ადამიანების ცნობიერების ფანტომი, რომლებთანაც ჩვენ ვუკავშირდებით. სარკის სისტემაში შემავალი ნეირონები მოქმედებენ როგორც რეზონატორები გარემომცველი ადამიანების გონებრივი აქტივობისთვის. ამიტომ ადამიანს შეუძლია თანამოსაუბრის ზრახვების პროგნოზირება. ასეთი ნეიროციტების სტრუქტურა ასევე იძლევა განსაკუთრებულ ფსიქოლოგიურ ფენომენს, რომელსაც ემპათია ეწოდება. მას ახასიათებს სხვისი ემოციების სამყაროში შეღწევის და მათი გრძნობების თანაგრძნობის უნარი.
