Κύριος

Εμφραγμα

Οι άξονες και οι δενδρίτες είναι

Η λειτουργική μονάδα του νευρικού συστήματος είναι ένα νευρικό κύτταρο, ένας νευρώνας. Οι νευρώνες είναι σε θέση να παράγουν ηλεκτρικά ερεθίσματα και να τα μεταδίδουν με τη μορφή νευρικών παλμών. Οι νευρώνες σχηματίζουν χημικούς δεσμούς μεταξύ τους - συνάψεις. Ο συνδετικός ιστός του νευρικού συστήματος αντιπροσωπεύεται από νευρογλοία (κυριολεκτικά, «νευρική γλοιία»). Τα νευρογλοιακά κύτταρα είναι τόσο πολυάριθμα όσο οι νευρώνες και εκτελούν τροφικές και υποστηρικτικές λειτουργίες.

Δισεκατομμύρια νευρώνες σχηματίζουν το επιφανειακό στρώμα - τον φλοιό - των εγκεφαλικών ημισφαιρίων και των παρεγκεφαλίων ημισφαιρίων. Επιπλέον, στο πάχος της λευκής ύλης, οι νευρώνες σχηματίζουν συστάδες - πυρήνες.

Σχεδόν όλοι οι νευρώνες του κεντρικού νευρικού συστήματος είναι πολυπολικοί: το γατόψαρο (σώμα) των νευρώνων χαρακτηρίζεται από την παρουσία πολλών πόλων (κορυφές). Από κάθε πόλο, με εξαίρεση έναν, αναχωρούν οι διεργασίες - δενδρίτες, που σχηματίζουν πολλά κλαδιά. Οι δενδρικοί κορμοί μπορούν να είναι λείοι ή να σχηματίζουν πολλές αγκάθια. Οι δενδρίτες σχηματίζουν συνάψεις με άλλους νευρώνες στις σπονδυλικές στήλες ή τον κορμό του δενδρικού δέντρου.

Από τον εναπομείναν πόλο του soma, μια διαδικασία που διεξάγει νευρικές παλμούς, τον άξονα, αναχωρεί. Οι περισσότεροι άξονες σχηματίζουν παράπλευρους κλάδους. Οι τελικοί κλάδοι σχηματίζουν συνάψεις με νευρώνες στόχους.

Οι νευρώνες σχηματίζουν δύο κύριους τύπους συναπτικών επαφών: axodendritic και axosomatic. Οι ακροδενδρικές συνάψεις στις περισσότερες περιπτώσεις μεταδίδουν διεγερτικές παλμούς και οι αξοσωματικές παρεμποδίζουν.

Μορφές νευρώνων του εγκεφάλου.
(1) Πυραμιδικοί νευρώνες του εγκεφαλικού φλοιού.
(2) Νευροενδοκρινικοί νευρώνες του υποθάλαμου.
(3) Καρφωμένοι νευρώνες του ραβδωτού σώματος.
(4) Οι παρεμφερείς νευρώνες που μοιάζουν με καλάθι. Οι δενδρίτες των νευρώνων 1 και 3 σχηματίζουν αγκάθια.
Α είναι ο άξονας. D - δενδρίτης; KA - παράλληλος άξονας. Δενδριτικά αγκάθια.
Ένα τμήμα της παρεγκεφαλίδας που περιέχει δενδρίτες γιγαντιαίων κυττάρων Purkinje που σχηματίζουν αγκάθια.
Τρεις σπονδυλικές στήλες (III) διακρίνονται στο οπτικό πεδίο, σχηματίζοντας συναπτικές επαφές με προεξοχές σε σχήμα κλαμπ (Α).
Ο τέταρτος άξονας (πάνω αριστερά) σχηματίζει μια σύναψη με έναν δενδριτικό κορμό. (Α) Κινητικός νευρώνας του πρόσθιου κέρατος της γκρίζας ύλης του νωτιαίου μυελού.
(B) Μεγεθυμένη εικόνα (A). Οι θήκες μυελίνης των τμημάτων 1 και 2 που βρίσκονται στη λευκή ύλη του κεντρικού νευρικού συστήματος σχηματίζονται από ολιγοδενδροκύτταρα.
Το υποκατάστημα αξόνων ασφάλειας επιστροφής ξεκινά από τον μη-μιλιωμένο ιστότοπο.
Οι θήκες μυελίνης των τμημάτων 3 και 4, που σχετίζονται με το περιφερειακό μέρος του νευρικού συστήματος, σχηματίζονται από κύτταρα Schwann.
Η πάχυνση του άξονα στην περιοχή εισόδου στον νωτιαίο μυελό (μεταβατική περιοχή) βρίσκεται σε επαφή με το ολιγοδενδροκύτταρο αφενός και με το κύτταρο Schwann αφετέρου.
(Β) Τα νευροϊνίδια που αποτελούνται από νευροφίλμ είναι ορατά μετά από χρώση με άλατα αργύρου.
(D) Τα Nissl σώματα (κομμάτια κοκκώδους ενδοπλασματικού δικτύου) είναι ορατά όταν βάφονται με κατιονικές βαφές (π.χ. θειονίνη).

Η εσωτερική δομή των νευρώνων

Ο κυτταροσκελετός όλων των δομών νευρώνων σχηματίζεται από μικροσωληνίσκους και νευροφίλμ. Το σώμα του νευρώνα περιέχει τον πυρήνα και το γύρω κυτταρόπλασμα - το περικάριο (ελληνικό περίβολο και καρύονο - τον πυρήνα). Στο περικάριο, υπάρχουν δεξαμενές ενός κοκκώδους (τραχιά) ενδοπλασματικού συστήματος - Nissl σώματα, καθώς και το σύμπλεγμα Golgi, ελεύθερα ριβοσώματα, μιτοχόνδρια και ένα αγροτικό (ομαλό) ενδοπλασματικό δίκτυο.

1. Ενδοκυτταρική μεταφορά. Στους νευρώνες, ένας μεταβολισμός συμβαίνει μεταξύ των δομών της μεμβράνης και των συστατικών του κυτταροσκελετού: νέα κυτταρικά συστατικά που συντίθενται συνεχώς στο soma μεταφέρονται στους άξονες και τους δενδρίτες μέσω μεταφοράς προόδου και τα μεταβολικά προϊόντα εισέρχονται στον soma όπου καταστρέφονται λυσοσωμικά (αναγνώριση κυττάρων στόχων).

Κατανομή γρήγορης και αργής μετακίνησης. Η ταχεία μεταφορά (300-400 mm ανά ημέρα) πραγματοποιείται από ελεύθερα κυτταρικά στοιχεία: συναπτικά κυστίδια, μεσολαβητές (ή οι προκάτοχοί τους), μιτοχόνδρια, καθώς και μόρια λιπιδίων και πρωτεϊνών (συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνών υποδοχέα) βυθισμένα στη μεμβράνη πλάσματος του κυττάρου. Η αργή μεταφορά (5-10 mm ανά ημέρα) παρέχεται από τα συστατικά του κεντρικού σκελετού και τις διαλυτές πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην απελευθέρωση μεσολαβητών στα νευρικά άκρα.

Ο άξονας σχηματίζει πολλούς μικροσωληνίσκους: ξεκινούν από το soma με μικρές δέσμες που κινούνται μπροστά μεταξύ τους κατά μήκος του αρχικού τμήματος του άξονα. Στη συνέχεια, ο άξονας σχηματίζεται λόγω επιμήκυνσης (έως 1 mm μία φορά). Η διαδικασία επιμήκυνσης συμβαίνει λόγω της προσθήκης πολυμερών τουμπουλίνης στο άπω άκρο και μερικού αποπολυμερισμού («αποσυναρμολόγηση») στο εγγύς άκρο. Στο απώτερο μέρος, η πρόοδος των νευρονημάτων επιβραδύνεται σχεδόν εντελώς: σε αυτήν την ενότητα, η διαδικασία ολοκλήρωσής τους ολοκληρώνεται λόγω της προσθήκης πολυμερών νημάτων που εισέρχονται σε αυτήν την ενότητα από το soma με αργή μεταφορά.

Η οπισθοδρομική μεταφορά των μιτοχονδριακών μεταβολιτών, του κοκκώδους ενδοπλασματικού συστήματος και της μεμβράνης του πλάσματος με υποδοχείς που βρίσκονται σε αυτό πραγματοποιείται με αρκετά υψηλή ταχύτητα (150-200 mm ανά ημέρα). Εκτός από την εξάλειψη των προϊόντων του κυτταρικού μεταβολισμού, η οπισθοδρομική μεταφορά εμπλέκεται στη διαδικασία αναγνώρισης των κυττάρων στόχων. Κατά τη σύναψη, οι άξονες συλλαμβάνουν ενδοσώματα σηματοδότησης που περιέχουν πρωτεΐνες, νευροτροφίνες («τροφή για νευρώνες») από την επιφάνεια της μεμβράνης πλάσματος του κυττάρου στόχου. Στη συνέχεια, οι νευροτροφίνες μεταφέρονται στο soma, όπου είναι ενσωματωμένα στο συγκρότημα Golgi.

Επιπλέον, η σύλληψη τέτοιων μορίων «δείκτη» κυττάρων στόχου παίζει σημαντικό ρόλο στην αναγνώριση των κυττάρων κατά την ανάπτυξή τους. Στο μέλλον, αυτή η διαδικασία διασφαλίζει την επιβίωση των νευρώνων, καθώς με την πάροδο του χρόνου μειώνεται ο όγκος τους, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε κυτταρικό θάνατο σε περίπτωση ρήξης του άξονα κοντά στα πρώτα του κλαδιά.

Η πρώτη μεταξύ των νευροτροφινών μελετήθηκε ο παράγοντας ανάπτυξης νεύρων που εκτελεί ιδιαίτερα σημαντικές λειτουργίες στην ανάπτυξη του περιφερικού αισθητήριου και αυτόνομου νευρικού συστήματος. Στους σωματικούς ώριμους νευρώνες του εγκεφάλου, συντίθεται ένας αυξητικός παράγοντας που απομονώνεται από τον εγκέφαλο (BDNF), ο οποίος μεταφέρεται μπροστά στα νευρικά τους άκρα. Σύμφωνα με δεδομένα που ελήφθησαν από μελέτες σε ζώα, ένας αυξητικός παράγοντας που απομονώθηκε από τον εγκέφαλο διασφαλίζει τη ζωτική δραστηριότητα των νευρώνων συμμετέχοντας στο μεταβολισμό, διεξάγοντας παρορμήσεις και συναπτική μετάδοση.

Η εσωτερική δομή του κινητικού νευρώνα.
Πέντε δενδριτικοί κορμοί, τρεις συναρπαστικές συνάψεις (επισημαίνονται με κόκκινο χρώμα) και πέντε ανασταλτικές συνάψεις..

2. Μηχανισμοί μεταφορών. Στη διαδικασία της νευρωνικής μεταφοράς, ο ρόλος των υποστηρικτικών δομών εκτελείται από μικροσωληνίσκους. Οι πρωτεΐνες που συνδέονται με τους μικροσωληνίσκους κινούν τα οργανίδια και τα μόρια κατά μήκος της εξωτερικής επιφάνειας των μικροσωληνίσκων λόγω της ενέργειας ΑΤΡ. Η μεταφορά των προτέρων και οπισθοδρόμων παρέχει διαφορετικούς τύπους ATPases. Η οπισθοδρομική μεταφορά οφείλεται σε ATPases dynein. Η μειωμένη λειτουργία της δυνατίνης οδηγεί σε νόσο του κινητικού νευρώνα.
Η κλινική σημασία της νευρωνικής μεταφοράς περιγράφεται παρακάτω..

Τέτανος. Εάν το τραύμα είναι μολυσμένο με χώμα, είναι δυνατή η μόλυνση με τετάνο bacillus (Clostridium tetani). Αυτός ο μικροοργανισμός παράγει μια τοξίνη που συνδέεται με τις μεμβράνες πλάσματος των νευρικών απολήξεων, διεισδύει στα κύτταρα μέσω ενδοκυττάρωσης και εισέρχεται στους νευρώνες του νωτιαίου μυελού μέσω οπισθοδρομικής μεταφοράς. Οι νευρώνες που βρίσκονται σε υψηλότερα επίπεδα συλλαμβάνουν επίσης αυτήν την τοξίνη μέσω ενδοκυττάρωσης. Μεταξύ αυτών των κυττάρων, τα κύτταρα Renshaw, τα οποία συνήθως ασκούν ανασταλτική επίδραση στους κινητικούς νευρώνες με απομόνωση ενός ανασταλτικού μεσολαβητή - γλυκίνη, πρέπει να σημειωθούν ιδιαίτερα..

Όταν τα κύτταρα απορροφούν την τοξίνη, διακόπτεται η έκκριση γλυκίνης, με αποτέλεσμα να παύουν οι ανασταλτικές επιδράσεις στους νευρώνες που πραγματοποιούν κινητική ενυδάτωση των μυών του προσώπου, της γνάθου και της σπονδυλικής στήλης. Κλινικά, αυτό εκδηλώνεται με παρατεταμένους και εξουθενωτικούς σπασμούς αυτών των μυών και στα μισά περιστατικά λήγει ο θάνατος ασθενών από εξάντληση μέσα σε λίγες ημέρες. Είναι δυνατόν να αποφευχθεί ο τέτανος με την έγκαιρη ανοσοποίηση στην κατάλληλη ποσότητα..

Ιοί και τοξικά μέταλλα. Πιστεύεται ότι λόγω της οπισθοδρομικής αξονικής μεταφοράς, οι ιοί (για παράδειγμα, ο ιός του απλού έρπητα) εξαπλώθηκαν από τον ρινοφάρυγγα στο κεντρικό νευρικό σύστημα, καθώς και τη μεταφορά τοξικών μετάλλων - αλουμινίου και μολύβδου. Συγκεκριμένα, η εξάπλωση των ιών στις δομές του εγκεφάλου οφείλεται στην οπισθοδρομική μεταγενέστερη μεταφορά.

Περιφερικές Νευροπάθειες. Η παραβίαση της πρόδρομης μεταφοράς είναι μία από τις αιτίες των περιφερικών αξονικών νευροπαθειών, στις οποίες αναπτύσσεται προοδευτική ατροφία των περιφερικών τμημάτων μακρών περιφερικών νεύρων.

Το σώμα της Nissl στο γατόψαρο του κινητικού νευρώνα.
Το ενδοπλασματικό πρόγραμμα έχει μια πολυεπίπεδη δομή. Τα πολυριβοσώματα σχηματίζουν εκβάσεις στις εξωτερικές επιφάνειες των δεξαμενών ή βρίσκονται ελεύθερα στο κυτόπλασμα.
(Σημείωση: για καλύτερη οπτικοποίηση, οι δομές είναι ασθενώς χρωματισμένες).

Εκπαιδευτικό βίντεο - η δομή του νευρώνα

Συντάκτης: Iskander Milevsky. Ημερομηνία δημοσίευσης: 11/11/2018

Χαρακτηριστικά ειδικά για τυπικούς δενδρίτες και άξονες

ΔενδρίτεςΆξονες
Αρκετοί δενδρίτες αναχωρούν από το σώμα του νευρώναΟ νευρώνας έχει μόνο έναν άξονα
Το μήκος σπάνια υπερβαίνει τα 700 μικράΤο μήκος μπορεί να φτάσει το 1m
Καθώς απομακρύνεστε από το σώμα του κυττάρου, η διάμετρος μειώνεται γρήγορα.Η διάμετρος διατηρείται σε σημαντική απόσταση
Τα κλαδιά που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της διαίρεσης εντοπίζονται κοντά στο σώμαΤα τερματικά βρίσκονται μακριά από το σώμα του κυττάρου.
Υπάρχουν αιχμέςΔεν υπάρχουν αγκάθια
Μην περιέχει συναπτικά κυστίδιαΤα συναπτικά κυστίδια αφθονούν
Περιέχει ριβοσώματαΤα ριβοσώματα μπορούν να ανιχνευθούν σε μικρό αριθμό
Στερείται από τη θήκη μυελίνηςΣυχνά περιβάλλεται από θήκη μυελίνης

Οι ακροδέκτες των δενδριτών ευαίσθητων νευρώνων σχηματίζουν ευαίσθητα άκρα. Η κύρια λειτουργία των δενδριτών είναι η λήψη πληροφοριών από άλλους νευρώνες. Οι δενδρίτες μεταβιβάζουν πληροφορίες στο σώμα του κυττάρου και μετά στο ανάχωμα του άξονα..

Άξον. Τα άξονες σχηματίζουν νευρικές ίνες μέσω των οποίων οι πληροφορίες μεταδίδονται από έναν νευρώνα σε έναν νευρώνα ή σε ένα τελεστικό όργανο. Μια συλλογή αξόνων σχηματίζει νεύρα.

Τα άξονες γενικά υποδιαιρούνται σε τρεις κατηγορίες: Α, Β και Γ. Οι ίνες των ομάδων Α και Β είναι μυελιωμένες και C στερούνται της θήκης μυελίνης. Η διάμετρος των ινών της ομάδας Α, οι οποίες αποτελούν την πλειονότητα των επικοινωνιών του κεντρικού νευρικού συστήματος, κυμαίνεται από 1 έως 16 μικρά και η ταχύτητα των παλμών είναι ίση με τη διάμετρο τους πολλαπλασιαζόμενη με 6. Οι ίνες τύπου Α χωρίζονται σε Aa, Ab, Al, As. Οι ίνες Аb, Аl, haves έχουν μικρότερη διάμετρο από τις ίνες,a, χαμηλότερη ταχύτητα αγωγιμότητας και μεγαλύτερο δυναμικό δράσης. Οι ίνες Ab και As είναι κυρίως ευαίσθητες ίνες που διεξάγουν διέγερση από διάφορους υποδοχείς στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Οι ίνες Al είναι ίνες που διεξάγουν διέγερση από τα κύτταρα του νωτιαίου μυελού έως τις μυϊκές ίνες ενδομυϊκής. Οι ίνες Β είναι χαρακτηριστικές των πρεγκαγιονικών αξόνων του αυτόνομου νευρικού συστήματος. Ταχύτητα 3-18 m / s, διάμετρος 1-3 μικρά, διάρκεια δυναμικού δράσης
1-2 ms, δεν υπάρχει φάση αποπόλωσης ιχνών, αλλά υπάρχει μακρά φάση υπερπόλωσης (πάνω από 100 ms). Η διάμετρος των ινών C είναι από 0,3 έως 1,3 μm και η ταχύτητα των παλμών σε αυτές είναι ελαφρώς μικρότερη από τη διάμετρο πολλαπλασιαζόμενη επί 2 και ισούται με 0,5-3 m / s. Η διάρκεια του δυναμικού δράσης αυτών των ινών είναι 2 ms, το αρνητικό δυναμικό ιχνών είναι 50-80 ms και το θετικό δυναμικό ιχνών είναι 300-1000 ms. Οι περισσότερες ίνες C είναι μεταγαγγλιοϊκές ίνες του αυτόνομου νευρικού συστήματος. Στους μυελινωμένους άξονες, ο ρυθμός αγωγής των παλμών είναι υψηλότερος από ό, τι στους μη μυελινωμένους άξονες.

Το Axon περιέχει αξόπλασμα. Σε μεγάλα νευρικά κύτταρα, κατέχει περίπου το 99% ολόκληρου του κυτταροπλάσματος του νευρώνα. Το κυτταρόπλασμα Axon περιέχει μικροσωληνίσκους, νευροφίλμ, μιτοχόνδρια, κοκκώδη ενδοπλασματικό δίκτυο, κυστίδια και πολυειδικά σωματίδια. Σε διαφορετικά μέρη του άξονα, οι ποσοτικές σχέσεις μεταξύ αυτών των στοιχείων αλλάζουν σημαντικά..

Τα άξονες, τόσο μυελινωμένα όσο και μη-μυελινωμένα, έχουν μεμβράνη - axolemma.

Στη ζώνη συναπτικής επαφής, η μεμβράνη λαμβάνει έναν αριθμό επιπρόσθετων κυτταροπλασματικών ενώσεων: πυκνές προεξοχές, κορδέλες, υποσυναπτικό δίκτυο κ.λπ..

Το αρχικό τμήμα του άξονα (από την αρχή του έως το σημείο όπου γίνεται η στένωση έως τη διάμετρο του άξονα) ονομάζεται άξονας άξονα. Από αυτό το μέρος και την εμφάνιση της θήκης μυελίνης, το αρχικό τμήμα του άξονα εκτείνεται. Στις μη-μυελινωμένες ίνες, αυτό το μέρος της ίνας είναι δύσκολο να προσδιοριστεί και ορισμένοι συγγραφείς πιστεύουν ότι το αρχικό τμήμα είναι εγγενές μόνο σε αυτούς τους άξονες που καλύπτονται με το περίβλημα μυελίνης. Απουσιάζει, για παράδειγμα, στα κύτταρα Purkinje στην παρεγκεφαλίδα.

Στη θέση μετάβασης του άξονα του άξονα στο αρχικό τμήμα του άξονα, κάτω από το axolemma, εμφανίζεται ένα χαρακτηριστικό πυκνό ηλεκτρόνιο στρώμα αποτελούμενο από κόκκους και ινίδια πάχους 15 nm. Αυτό το στρώμα δεν συνδέεται με τη μεμβράνη του πλάσματος, αλλά διαχωρίζεται από αυτό με κενά έως 8 nm.

Στο αρχικό τμήμα, σε σύγκριση με το κυτταρικό σώμα, ο αριθμός των ριβοσωμάτων μειώνεται απότομα. Τα υπόλοιπα συστατικά του κυτοπλάσματος του αρχικού τμήματος - νευροφίλμ, μιτοχόνδρια, κυστίδια - περνούν από τον άξονα εδώ, χωρίς να αλλάζουν ούτε στην εμφάνιση ούτε στη σχετική θέση. Οι αξονικές συνάψεις περιγράφονται στο αρχικό τμήμα του άξονα..

Το τμήμα του άξονα που καλύπτεται με το περίβλημα μυελίνης έχει μόνο τις εγγενείς λειτουργικές του ιδιότητες, οι οποίες σχετίζονται με την αγωγή των νευρικών παλμών με υψηλή ταχύτητα και χωρίς μείωση (εξασθένηση) σε σημαντικές αποστάσεις. Το Myelin είναι ένα ζωτικό προϊόν της νευρογλοίας. Το εγγύς όριο του μυελινωμένου άξονα είναι η αρχή της θήκης μυελίνης, και το περιφερικό - η απώλεια αυτού. Ακολουθούν τα τμήματα του άξονα με το μεγαλύτερο ή λιγότερο μήκος. Σε αυτό το μέρος του άξονα, δεν υπάρχει κοκκώδες ενδοπλασματικό δίκτυο και τα ριβοσώματα είναι πολύ σπάνια. Τόσο στα κεντρικά μέρη του νευρικού συστήματος όσο και στην περιφέρεια, οι άξονες περιβάλλονται από διεργασίες γλοιακών κυττάρων.

Το μυελινωμένο κέλυφος έχει σύνθετη δομή. Το πάχος του κυμαίνεται από κλάσματα έως 10 μικρά και περισσότερο. Κάθε μία από τις ομόκεντρα τοποθετημένες πλάκες αποτελείται από δύο εξωτερικά πυκνά στρώματα που σχηματίζουν την κύρια πυκνή γραμμή και δύο ελαφριά διμοριακά λιπιδικά στρώματα που διαχωρίζονται από μια ενδιάμεση οσμιοφιλική γραμμή. Η ενδιάμεση γραμμή των αξόνων του περιφερειακού νευρικού συστήματος είναι η σύνδεση των εξωτερικών επιφανειών των μεμβρανών πλάσματος του κυττάρου Schwann. Κάθε άξονας συνοδεύεται από μεγάλο αριθμό κυττάρων Schwann. Το μέρος όπου τα κελιά Schwann συνορεύουν μεταξύ τους στερείται μυελίνης και ονομάζεται υποκλοπή Ranvier. Υπάρχει άμεση συσχέτιση μεταξύ του μήκους του σημείου παρακολούθησης και της ταχύτητας των νευρικών παλμών.

Οι παρεμβολές Ranvier αποτελούν τη σύνθετη δομή των μυελινωμένων ινών και παίζουν σημαντικό λειτουργικό ρόλο στη διεξαγωγή νευρικής διέγερσης.

Το μήκος της παρακολούθησης Ranvier των μυελινωμένων αξόνων των περιφερικών νεύρων κυμαίνεται από 0,4-0,8 μικρά, στο κεντρικό νευρικό σύστημα, η παρακολούθηση του Ranvier φτάνει τα 14 μικρά. Το μήκος των τομών αλλάζει αρκετά εύκολα υπό την επίδραση διαφόρων ουσιών. Στην περιοχή των παρεμβολών, εκτός από την απουσία της θήκης μυελίνης, παρατηρούνται σημαντικές αλλαγές στη δομή των νευρικών ινών. Η διάμετρος των μεγάλων αξόνων, για παράδειγμα, μειώνεται κατά το ήμισυ, οι μικροί άξονες αλλάζουν λιγότερο. Το axolemma έχει συνήθως ακανόνιστα περιγράμματα, και κάτω από αυτό βρίσκεται ένα στρώμα πυκνής ηλεκτρονίας. Στην παρακολούθηση του Ranvier, μπορεί να υπάρχουν συναπτικές επαφές με δενδρίτες που γειτνιάζουν με τον άξονα (axo-δενδριτικός), καθώς και με άλλους άξονες.

Παράπλευροι άξονες. Με τη βοήθεια των εξασφαλίσεων, οι νευρικές παλμοί διαδίδονται σε μεγαλύτερο ή μικρότερο αριθμό επακόλουθων νευρώνων.

Τα άξονες μπορούν να διαιρεθούν διχοτομικά, όπως, για παράδειγμα, σε κοκκώδη κύτταρα της παρεγκεφαλίδας. Ο κύριος τύπος διακλάδωσης αξόνων (πυραμιδικά κύτταρα του εγκεφαλικού φλοιού, κύτταρα καλαθιού της παρεγκεφαλίδας) είναι πολύ συχνός. Οι εξασφαλίσεις των πυραμιδικών νευρώνων μπορεί να είναι επαναλαμβανόμενες, πλάγιες και οριζόντιες. Οι οριζόντιες διακλαδώσεις των πυραμίδων εκτείνονται μερικές φορές 1-2 mm, συνδυάζοντας τους πυραμιδικούς και αστεροειδείς νευρώνες του στρώματος τους. Από τον οριζόντια εκτεινόμενο (στην εγκάρσια κατεύθυνση προς τον μακρύ άξονα του γύρου του εγκεφάλου) άξονα του κυττάρου καλαθιού, σχηματίζονται πολλές εξασφαλίσεις, οι οποίες καταλήγουν με πλέγματα στα σώματα μεγάλων πυραμιδικών κυττάρων. Παρόμοιες συσκευές, καθώς και τερματισμοί στα κύτταρα Renshaw στον νωτιαίο μυελό, αποτελούν υπόστρωμα για την εφαρμογή διαδικασιών αναστολής.

Τα κολλάρια Axon μπορούν να χρησιμεύσουν ως πηγή για το σχηματισμό κλειστών νευρικών κυκλωμάτων. Έτσι, στον εγκεφαλικό φλοιό, όλοι οι πυραμιδικοί νευρώνες έχουν εξασφαλίσεις που συμμετέχουν σε ενδοστερικές συνδέσεις. Λόγω της ύπαρξης εξασφαλίσεων, η ασφάλεια του νευρώνα διασφαλίζεται κατά τη διαδικασία του οπισθοδρομικού εκφυλισμού σε περίπτωση βλάβης του κύριου κλάδου του άξονά του.

Τερματικά Axon. Τα τερματικά περιλαμβάνουν απομακρυσμένα αξονικά τμήματα. Χωρίς τη θήκη μυελίνης. Το μήκος των ακροδεκτών ποικίλλει πολύ. Στο ελαφρύ οπτικό επίπεδο, φαίνεται ότι οι ακροδέκτες μπορεί είτε να είναι ενιαίοι και να έχουν σχήμα κλαμπ, δικτυωτή πλάκα, δακτύλιο ή πολλαπλά και μοιάζουν με πινέλο, κοίλο, ποώδη δομή. Το μέγεθος όλων αυτών των σχηματισμών κυμαίνεται από 0,5 έως 5 μικρά ή περισσότερα.

Τα κλαδιά λεπτού άξονα σε σημεία επαφής με άλλα νευρικά στοιχεία έχουν συχνά προεκτάσεις σε σχήμα ατράκτου ή σφαιριδίου. Όπως φαίνεται από τις μικροσκοπικές μελέτες ηλεκτρονίων, σε αυτές τις περιοχές υπάρχουν συναπτικές συνδέσεις. Το ίδιο τερματικό επιτρέπει σε έναν άξονα να έρθει σε επαφή με πολλούς νευρώνες (για παράδειγμα, παράλληλες ίνες στον εγκεφαλικό φλοιό) (Εικ. 1.2).

Οι άξονες και οι δενδρίτες είναι

Axon - μια μακρά διαδικασία, ένας νευρώνας - ένα νευρικό κύτταρο, μια σύναψη - μια επαφή των νευρικών κυττάρων για τη μετάδοση μιας νευρικής ώθησης, ενός δενδρίτη - μια σύντομη διαδικασία.

Το Axon είναι μια νευρική ίνα: μια μακρά μονή διαδικασία που απομακρύνεται από το σώμα ενός κυττάρου - έναν νευρώνα και μεταδίδει παλμούς από αυτό.

Ένας δενδρίτης είναι μια διακλαδισμένη διαδικασία ενός νευρώνα που λαμβάνει πληροφορίες μέσω χημικών (ή ηλεκτρικών) συνάψεων από άξονες (ή δενδρίτες και soma) άλλων νευρώνων και τον μεταδίδει μέσω ενός ηλεκτρικού σήματος στο σώμα του νευρώνα. Η κύρια λειτουργία του δενδρίτη είναι η αντίληψη και η μετάδοση σημάτων από έναν νευρώνα στον άλλο από ένα εξωτερικό ερέθισμα ή κύτταρα υποδοχέα.

Η διαφορά μεταξύ των αξόνων και των δενδριτών είναι το κυρίαρχο μήκος του άξονα, ένα πιο ομοιόμορφο περίγραμμα και τα κλαδιά από τον άξονα ξεκινούν σε μεγαλύτερη απόσταση από τον τόπο αναχώρησης από τον δενδρίτη.

κατά μήκος του άξονα, η ώθηση πηγαίνει από τον νευρώνα κατά μήκος του δενδρίτη. η ώθηση πηγαίνει στον νευρώνα. η διάρκεια της διαδικασίας δεν είναι καθοριστική

Συμφωνώ. Αυτός ο ορισμός είναι πιο ακριβής.!

Αλλά ακόμα :( Αυτή η ερώτηση συχνά "εμφανίζεται" στις δοκιμές :(

Η διαφορά μεταξύ των αξόνων και των δενδριτών είναι το κυρίαρχο μήκος του άξονα, ένα πιο ομοιόμορφο περίγραμμα και τα κλαδιά από τον άξονα ξεκινούν σε μεγαλύτερη απόσταση από τον τόπο αναχώρησης από τον δενδρίτη.

Η λογική της συνείδησης. Μέρος 2. Δενδρικά κύματα

Στο προηγούμενο μέρος, δείξαμε ότι τα κύματα που έχουν ένα συγκεκριμένο εσωτερικό μοτίβο μπορούν να συμβούν σε ένα κυψελοειδές αυτοματισμό. Τέτοια κύματα μπορούν να εκτοξευτούν από οπουδήποτε στο κυτταρικό αυτόματο και να εξαπλωθούν σε όλο το χώρο των κυττάρων του αυτοκινήτου, μεταφέροντας πληροφορίες. Είναι δελεαστικό να προτείνουμε ότι ο πραγματικός εγκέφαλος μπορεί να χρησιμοποιήσει παρόμοιες αρχές. Για να κατανοήσουμε την πιθανότητα μιας αναλογίας, ας ρίξουμε μια ματιά στο πώς λειτουργούν οι νευρώνες του πραγματικού εγκεφάλου..

Ο εγκέφαλος αποτελείται από γκρίζα και λευκή ύλη. Η γκρίζα ύλη είναι μια δομή του εγκεφάλου που αποτελείται από νευρώνες και γλοιακά κύτταρα. Η λευκή ύλη είναι οι άξονες των νευρώνων, είναι νευρικές ίνες. Αυτές οι ίνες σχηματίζουν τους δεσμούς κάποιων εγκεφαλικών δομών με άλλες..

Η κατανομή της λευκής και γκρίζας ύλης στο μετωπικό τμήμα του εγκεφάλου

Οι δομές που βρίσκονται πιο κοντά στο κέντρο του εγκεφάλου αναφέρονται συνήθως στον αρχαίο εγκέφαλο. Ο αρχαίος εγκέφαλος μας συνδέει με ζώα και εφαρμόζει μηχανισμούς που ακονίζονται από την εξέλιξη και λίγο πολύ συνηθισμένους σε πολλά ζωντανά πλάσματα. Το μεγαλύτερο μέρος της ανθρώπινης γκρίζας ύλης βρίσκεται στον φλοιό. Ο φλοιός είναι ένα στρώμα γκρίζας ύλης με πάχος 1,3 έως 4,5 mm που αποτελεί την εξωτερική επιφάνεια του εγκεφάλου. Υπάρχουν πολλά επιχειρήματα υπέρ του γεγονότος ότι ο φλοιός, σε αντίθεση με τον αρχαίο εγκέφαλο, δεν εφαρμόζει γενετικά βασισμένους αλγόριθμους, αλλά είναι ικανός για μάθηση και αυτοοργάνωση.

Τα κύρια κύτταρα του εγκεφάλου είναι νευρώνες και γλοιακά κύτταρα. Και οι δύο φαίνεται να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες πληροφοριών. Για να απλοποιήσουμε την ιστορία, προς το παρόν, θα μιλήσουμε μόνο για τους νευρώνες. Η συζήτηση για τα γλοιακά κύτταρα θα αναβληθεί για κάποιο χρονικό διάστημα..

Οι νευρώνες έρχονται σε πολλούς τύπους. Οι πιο μαζικοί νευρώνες στον φλοιό είναι οι πυραμιδικοί νευρώνες. Αντιπροσωπεύουν το 75% όλων των νευρώνων στον φλοιό. Το παρακάτω σχήμα τους δείχνει.

Η δομή του πυραμιδικού νευρώνα, μαύρος - δενδρίτης, γκρίζος - άξονας, χάρακας - 0,1 mm (Braitenberg, 1978)

Οι περισσότεροι νευρώνες έχουν σώμα, δενδριτικό δέντρο και άξονα. Τόσο ο άξονας όσο και ο δενδρίτης είναι πολύ διακλαδισμένοι και σχηματίζουν μια περίπλοκη δομή με πολλούς συνδυασμούς με δενδρίτες και άξονες άλλων νευρώνων. Μια γενική ιδέα της πολυπλοκότητας και της πολυπλοκότητας της σύμπλεξης των αξόνων και των δενδριτών μπορεί να είναι, για παράδειγμα, μέσω βίντεο.

Η γενική διαμόρφωση του νευρώνα αντιπροσωπεύεται καλά από την κλασική εικόνα της Wikipedia..

Τα σώματα των νευρώνων, οι δενδρίτες και οι άξονές τους που περιβάλλουν τα γλοιακά κύτταρα είναι όλα γεμάτα μαζί, αφήνοντας μόνο στενές σχισμές ελεύθερες. Αυτά τα κενά γεμίζουν με ένα πολύπλοκο διάλυμα, ένα σημαντικό μέρος του οποίου είναι ηλεκτρολύτες (κυρίως ιόντα καλίου, ασβεστίου, νατρίου και χλωρίου). Η πυκνότητα συσκευασίας μπορεί να φανεί και να εκτιμηθεί στην ανακατασκευή ενός μικρού όγκου φλοιού, παρακάτω.

Η επιφάνεια ενός νευρώνα ονομάζεται μεμβράνη. Ο στόχος της μεμβράνης είναι να προστατεύσει το εσωτερικό περιβάλλον του νευρώνα από το εξωτερικό. Ταυτόχρονα, μια τεράστια ποσότητα πρωτεϊνών είναι ενσωματωμένη στη μεμβράνη. Μερικά από αυτά διαπερνούν τη μεμβράνη και έρχονται σε επαφή με το εξωτερικό και το εσωτερικό περιβάλλον του νευρώνα. Τέτοιες πρωτεΐνες ονομάζονται διαμεμβράνη (εικόνα παρακάτω).

Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Εάν οι πρωτεΐνες εμπλέκονται στη μεταφορά ιόντων προς ή από το κύτταρο και το κάνουν συνεχώς, τότε αυτές είναι αντλίες ιόντων. Για τη μεταφορά ιόντων, οι πρωτεΐνες δημιουργούν κανάλια ιόντων. Τα κανάλια ιόντων μπορούν να έχουν εξωτερικό έλεγχο, δηλαδή να ανοίγουν και να κλείνουν με ορισμένα σήματα. Εάν το κανάλι ελέγχεται από το δυναμικό της μεμβράνης, τότε μιλάμε για κανάλια ιόντων που εξαρτώνται από την τάση.

Εάν μια πρωτεΐνη αντιδρά σε οποιαδήποτε ουσία εκτός του νευρώνα και μεταφέρει αυτήν την αντίδραση με κάποιο τρόπο στον νευρώνα, τότε τέτοιες πρωτεΐνες ονομάζονται υποδοχείς. Μια ουσία που δρα σε έναν συγκεκριμένο υποδοχέα ονομάζεται προσδέτης της. Εάν ο υποδοχέας έχει ένα κανάλι ιόντων που ανοίγει υπό την επίδραση ενός συνδέτη, τότε ένας τέτοιος υποδοχέας ονομάζεται ιονοτροπικός. Εάν ο υποδοχέας δεν έχει κανάλι ιόντων και δρα στην κατάσταση του νευρώνα με κυκλικό τρόπο, τότε αυτός είναι ένας μεταβοτροπικός υποδοχέας.

Οι υποδοχείς και άλλες πρωτεΐνες δεν συγκεντρώνονται κάπου σε ένα μέρος, αλλά κατανέμονται σε ολόκληρη την επιφάνεια του νευρώνα. Ο μεσαίος νευρώνας του φλοιού έχει περίπου 10.000 συνάψεις κατανεμημένες στον δενδρίτη και το σώμα του. Για κάθε σύναψη, υπάρχουν αρκετές εκατοντάδες υποδοχείς.

Σε ηρεμία μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού περιβάλλοντος του νευρώνα υπάρχει μια πιθανή διαφορά - ένα δυναμικό μεμβράνης περίπου 70 millivolts. Σχηματίζεται λόγω της εργασίας μορίων πρωτεϊνών που λειτουργούν σαν αντλίες ιόντων. Ανάλογα με τον τύπο τους, οι αντλίες ιόντων αλλάζουν την αναλογία ορισμένων ιόντων έξω και μέσα στο κελί. Οι αντλίες του πρώτου τύπου αλλάζουν την αναλογία ιόντων καλίου και νατρίου, ο δεύτερος τύπος - αφαιρεί ιόντα ασβεστίου από το κελί, ο τρίτος τύπος - τα πρωτόνια μεταφέρονται έξω. Ως αποτέλεσμα, η μεμβράνη γίνεται πολωμένη, στην οποία ένα αρνητικό φορτίο συσσωρεύεται μέσα στο κελί, και ένα θετικό φορτίο έξω.

Τα σημεία επαφής των αξόνων με δενδρίτες ή σώματα νευρώνων καλούνται συνάψεις. Ο κύριος τύπος της σύναψης είναι μια χημική σύναψη.

Όταν μια νευρική ώθηση κατά μήκος του άξονα εισέρχεται στη σύναψη, απελευθερώνει μόρια νευροδιαβιβαστή που χαρακτηρίζουν αυτήν τη σύναψη από ειδικά κυστίδια. Στην μεμβράνη του νευρώνα που λαμβάνει το σήμα, υπάρχουν πρωτεϊνικά μόρια - υποδοχείς. Οι υποδοχείς αλληλεπιδρούν με τους νευροδιαβιβαστές. Οι δέκτες που βρίσκονται στη συναπτική σχισμή είναι ιονοτροπικοί, δηλαδή είναι επίσης κανάλια ιόντων ικανά να μεταφέρουν ιόντα. Οι νευροδιαβιβαστές δρουν στους υποδοχείς έτσι ώστε τα κανάλια ιόντων τους να ανοίγουν. Κατά συνέπεια, η μεμβράνη είναι είτε αποπολωμένη είτε υπερπολωμένη, ανάλογα με το ποια κανάλια επηρεάζονται και, κατά συνέπεια, τι είδους σύναψη. Σε διεγερτικές συνάψεις, τα κανάλια ανοίγουν, περνώντας κυρίως κατιόντα στο κελί, και η μεμβράνη αποπολώνεται. Στις ανασταλτικές συνάψεις, ανοίγονται κανάλια που αφαιρούν κατιόντα από το κύτταρο, γεγονός που οδηγεί σε υπερπόλωση μεμβράνης.

Η πόλωση της μεμβράνης ενός νευρώνα μοιάζει με συσσώρευση ιόντων σε σχετική εγγύτητα με τη μεμβράνη (εικόνα παρακάτω).

Όταν ανοίγουν τα κανάλια ιόντων των υποδοχέων και αρχίζει η ανταλλαγή ιόντων με το περιβάλλον, είναι μόνο εκείνο το σημείο στην επιφάνεια του νευρώνα όπου βρίσκονται οι υποδοχείς και αλλάζει η πόλωση. Ένα μικρό μέρος της μεμβράνης φορτίζεται διαφορετικά από το περιβάλλον της.

Εάν οι διεγερτικοί υποδοχείς έχουν λειτουργήσει, τότε ο χώρος στο κατάλληλο μέρος θα αποπολωθεί, δηλαδή, το δυναμικό του θα είναι υψηλότερο από το μέσο όρο σε όλη τη μεμβράνη του νευρώνα. Εάν αυτή η αποπόλωση φτάσει σε μια κρίσιμη τιμή, τότε θα προκύψει μια ακίδα, η οποία θα αρχίσει να εξαπλώνεται κατά μήκος της μεμβράνης.

Για την εμφάνιση και τη διάδοση μιας ακίδας, τα κανάλια ιόντων που εξαρτώνται από την τάση είναι υπεύθυνα. Ελέγχονται όχι από νευροδιαβιβαστές, αλλά από το μέγεθος του δυναμικού της μεμβράνης. Για παράδειγμα, για έναν άξονα, το έργο τους έχει ως εξής.

Όταν το δυναμικό αυξάνεται σε κρίσιμη τιμή, ανοίγουν κανάλια νατρίου, τα οποία αρχίζουν να οδηγούν θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου στο κύτταρο. Κατά συνέπεια, το δυναμικό σε αυτό το μέρος αυξάνεται σαν χιονοστιβάδα. Αλλά σε ένα συγκεκριμένο σημείο, τα κανάλια που εξαρτώνται από τάση εξαρτώνται από το κάλιο. Αρχίζουν να απομακρύνουν θετικά φορτισμένα ιόντα καλίου από το κύτταρο προς τα έξω, μειώνοντας έτσι το δυναμικό της μεμβράνης. Ως αποτέλεσμα, συμβαίνει βραχυπρόθεσμη τοπική αύξηση του δυναμικού. Έπειτα έρχεται η ανθεκτική περίοδος, όταν αυτό το μέρος δεν είναι ευαίσθητο σε αλλαγές στο δυναμικό. Αλλά μια ισχυρή αύξηση σε ένα μέρος οδηγεί σε μια λιγότερο ισχυρή αύξηση του δυναμικού σε γειτονικά μέρη. Υπάρχει μια υπέρβαση της τιμής κατωφλίου και γεννάται το κύμα της. Ως αποτέλεσμα, το δυναμικό δράσης ή αλλιώς η ακίδα διαδίδεται σε όλο το μήκος του άξονα.

Ο πολλαπλασιασμός των ακίδων είναι μια διαδικασία αυτοπαραγωγής. Μια ακίδα, που έχει προκύψει σε ένα μέρος, αναγκάζει τα μέρη που γειτνιάζουν με αυτήν να δημιουργήσουν την ακίδα της, και ούτω καθεξής. Αυτό, παρεμπιπτόντως, μοιάζει με ένα απλό κινητό τηλέφωνο, παρόμοιο με αυτό που περιγράψαμε στο προηγούμενο μέρος. Έχοντας εμφανιστεί σε ένα μέρος, η ακίδα απλώνεται προς όλες τις κατευθύνσεις από αυτό το μέρος. Αλλά αν η αιχμή δεν προέκυψε σε αυτό το μέρος, αλλά προήλθε από το εξωτερικό, τότε λόγω του γεγονότος ότι υπάρχει μια πυρίμαχη περίοδος, μπορεί να εξαπλωθεί μόνο εκεί που δεν ήταν ακόμη.

Σε άξονες επικαλυμμένους με θήκη μυελίνης, το δυναμικό δράσης επεκτείνεται κάπως διαφορετικά. Το περίβλημα μυελίνης δεν επιτρέπει την εξάπλωση της ακίδας, αλλά, από την άλλη πλευρά, απομονώνει καλά τις νευρικές ίνες. Ως αποτέλεσμα, ένα ηλεκτρικό σήμα μεταδίδεται μέσα στο μονωμένο τμήμα, σαν να είναι μέσω καλωδίου. Στη συνέχεια, σε μια μη μονωμένη περιοχή, η παρακολούθηση, δημιουργείται μια νέα ακίδα. Λόγω τέτοιων «άλματος», ο ρυθμός μετάδοσης της νευρικής ώθησης σε παχύ άξονες επικαλυμμένους με μυελίνη είναι πολύ υψηλότερος από ό, τι στις νευρικές ίνες χωρίς τέτοια θήκη.

Στους δενδρίτες υπάρχουν επίσης κανάλια ιόντων που εξαρτώνται από το δυναμικό και το δυναμικό δράσης μπορεί να διαδοθεί κατά μήκος αυτών, όπως κατά μήκος του άξονα. Οι ακίδες Axon έχουν πλάτος της τάξης των 100 mV, το πλάτος των δενδρικών αιχμών είναι κάπως χαμηλότερο. Οι αξονικές διαταραχές εμφανίζονται στο σώμα ενός νευρώνα σε ένα δενδριτικό ανάχωμα. Από εκεί, διαδίδονται περαιτέρω κατά μήκος του άξονα. Η διέγερση στον άξονα του άξονα μπορεί επίσης να επεκταθεί στον δενδρίτη, οπότε συμβαίνουν δενδριτικές προσκολλήσεις, οι οποίες είναι ένα σήμα της οπίσθιας διάδοσης σε σχέση με το δυναμικό δράσης του άξονα.

Δενδριτικές συμφύσεις μπορούν επίσης να εμφανιστούν απευθείας στον δενδρίτη. Αυτό απαιτεί ότι σε σύντομο χρονικό διάστημα (της τάξης των 3-10 ms) εμφανίζονται πολλές συναπτικές διεγέρσεις σε μια μικρή περιοχή του δενδρίτη. Για παράδειγμα, εάν το μήκος της τομής είναι 100 μm και το χρονικό διάστημα είναι 3 ms, τότε θα χρειαστούν περίπου 50 συνάψεις για να λειτουργήσει, έτσι ώστε να εμφανιστεί μια δενδρική ακίδα. Αξίζει να ληφθεί υπόψη ότι περίπου 200 συνάψεις βρίσκονται σε έναν τέτοιο ιστότοπο. Η επίτευξη σύγχρονης δραστηριότητας του ενός τετάρτου όλων των συνάψεων μπορεί να είναι με τεχνητή διέγερση "in vitro". Είναι δύσκολο να πούμε αν αυτό είναι δυνατό στον ζωντανό ιστό..

Η διάδοση των ακίδων δεν είναι ο μόνος μηχανισμός μεταφοράς πληροφοριών για τον δενδρίτη. Έχει αποδειχθεί ότι οι δενδρίτες έχουν ιδιότητες καλωδίου. Ο κλάδος δενδρίτη μπορεί να συνδυαστεί με ένα καλώδιο που έχει εσωτερική αντίσταση, αντίσταση διαρροής και χωρητικότητα επιφάνειας. Αν και η αντίσταση του δενδρίτη είναι πολύ μεγάλη και οι διαρροές είναι σημαντικές, ωστόσο, τα ρεύματα που προκύπτουν από συναρπαστικά μετασυναπτικά δυναμικά μπορούν να έχουν σημαντική επίδραση στη γενική κατάσταση του νευρώνα. Μπορεί να υποτεθεί ότι ο ρόλος αυτών των ρευμάτων είναι ιδιαίτερα σημαντικός σε μικρές αποστάσεις, για παράδειγμα, μέσα στον ίδιο κλάδο ενός δενδρικού δέντρου.

Τόσο ο άξονας όσο και οι δενδριτικοί κλάδοι είναι λεπτοί σωλήνες. Η διάδοση των ακίδων κατά μήκος αυτών είναι μια μετατόπιση της δακτυλιοειδούς περιοχής της αποπόλωσης. Όμως, οι συμφύσεις είναι φαινόμενα εντάσεως ενέργειας. Εκτός από αυτά, υπάρχουν πιο αδύναμα, αλλά πιο ογκώδη σήματα. Οι νευροεπιστήμονες, μερικές φορές, λένε ότι οι νευρώνες, βασικά, δεν φωνάζουν ο ένας στον άλλο (που σημαίνει αιχμές), αλλά ψιθυρίζουν.

Επιστροφή στη χημική σύναψη. Μια νευρική ώθηση, που διαδίδεται κατά μήκος ενός άξονα, φτάνει σε πολλά τερματικά άξονα. Τα περισσότερα από τα τερματικά σχηματίζουν επαφές με δενδρίτες. Αυτές είναι χημικές συνάψεις. Έχοντας φτάσει στον τερματικό σταθμό, η ακίδα προκαλεί μαζική απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών στη συναπτική σχισμή. Οι νευροδιαβιβαστές συσκευάζονται σε ειδικά κυστίδια (κυστίδια). Ένα κυστίδιο περιέχει αρκετές χιλιάδες μόρια.

Η έλευση της ακίδας προκαλεί μια μαζική απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών, που αποτελείται από δώδεκα φυσαλίδες. Η δόση των νευροδιαβιβαστών που περιέχονται σε ένα συναπτικό κυστίδιο ονομάζεται κβαντικό του νευροδιαβιβαστή.

Εκτός από τη μαζική απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών που συμβαίνει κατά τη στιγμή της άφιξης της ακίδας του άξονα, υπάρχει επίσης η λεγόμενη κβαντική εκπομπή, όταν απελευθερώνεται μόνο ένα κυστίδιο με νευροδιαβιβαστές. Επιπλέον, η κβαντική δραστικότητα μπορεί να μην σχετίζεται με την επαγόμενη δραστηριότητα των νευρώνων, που περιλαμβάνουν σύναψη και εμφανίζονται ανεξάρτητα από αυτήν.

Οι μετρήσεις που έγιναν κοντά στις συνάψεις δείχνουν ότι συναρπαστικά μετασυναπτικά δυναμικά με πλάτος της τάξης του 1 mV ή πολλαπλάσιο καθορίζονται κατά καιρούς στη μεμβράνη δίπλα σε κάθε σύναψη. Πιστεύεται ότι τέτοια μικροσκοπικά μετασυναπτικά δυναμικά σχετίζονται ακριβώς με την κβαντική εκπομπή νευροδιαβιβαστών..

Όταν οι νευροδιαβιβαστές εκτοξεύονται στη συναπτική σχισμή, ορισμένοι από τους μεσολαβητές πέφτουν έξω από τη συναπτική σχισμή και εξαπλώνονται στον χώρο που σχηματίζουν οι νευρώνες και τα γλοιακά κύτταρα που τους περιβάλλουν. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται spillover. Επιπλέον, οι νευροδιαβιβαστές εκπέμπονται από μη συναπτικούς ακροδέκτες άξονα και γλοιακά κύτταρα (Εικόνα παρακάτω).

Πηγές διαμεσολαβητών εκτός της συναπτικής σχισμής (Sykova E., Mazel T., Vagrova L., Vorisek I., Prokopova-Kubinova S., 2000)

Όταν συμβαίνει κάτι στον δενδρίτη ενός νευρώνα, αυτό συνοδεύεται από την απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών. Μέσα στη σύναψη, οι νευροδιαβιβαστές επηρεάζουν τους ιονοτροπικούς υποδοχείς και, κατά συνέπεια, μια τοπική αλλαγή στο μεμβρανικό δυναμικό του δενδρίτη. Όταν οι νευροδιαβιβαστές πέφτουν έξω από τη σύναψη, αρχίζουν να επηρεάζουν τα πάντα σε άμεση γειτνίαση. Δεν έχει σημασία αν υπάρχει άμεση επαφή μεταξύ αυτών των στοιχείων. Αυτό μπορεί να συγκριθεί με ένα πλήθος ανθρώπων. Οι άνθρωποι σε ένα πλήθος μπορούν να ζευγαρώσουν και να συνομιλήσουν μεταξύ τους, αλλά όχι μόνο οι ίδιοι οι συνομιλητές, αλλά και οι πλησιέστεροι γείτονές τους θα ακούσουν αυτές τις συνομιλίες.

Είναι απαραίτητο να πούμε επίσης για τις συνάψεις ότι δεν αποθηκεύεται ένας νευροδιαβιβαστής, αλλά ένα συγκεκριμένο κοκτέιλ στα συναπτικά κυστίδια τους. Κατά κανόνα, αυτό είναι ένα μείγμα ενός κύριου νευροδιαβιβαστή και αρκετών επιπλέον νευροπεπτιδίων, τα οποία ονομάζονται νευροδιαμορφωτές. Έτσι, το spilover ρίχνει ένα ολόκληρο σύνολο ουσιών σηματοδότησης από τη σύναψη. Διαφορετικοί νευρώνες του ίδιου τύπου μπορεί να έχουν έναν κοινό κύριο νευροδιαβιβαστή, αλλά ταυτόχρονα ποικίλλουν στη σύνθεση των πρόσθετων.

Οι περισσότερες συνάψεις, περίπου τα τρία τέταρτα του αριθμού τους, βρίσκονται σε μικρές διεργασίες που ονομάζονται αγκάθια. Τα αγκάθια απομακρύνουν τη σύναψη από τον δενδρίτη και δημιουργούν στο χώρο μια τέτοια κατανομή συνάψεων που οι συνάψεις από διαφορετικούς δενδρίτες αναμιγνύονται μεταξύ τους.

Ανακατασκευή της περιοχής δενδρίτη του πυραμιδικού κυττάρου. Οι κόκκινες συνάψεις σημειώνονται στις σπονδυλικές στήλες, το μπλε - στον δενδριτικό κορμό (Dr. Kristen M. Harris)

Εάν πάρετε μια τομή δενδρίτη μήκους 5 μm (εικόνα παρακάτω), τότε θα είναι της τάξης των δέκα συνάψεων. Αλλά δενδριτικοί κλάδοι ορισμένων νευρώνων συνδέονται στενά με κλάδους άλλων νευρώνων. Όλοι περνούν ο ένας από τον άλλο σε άμεση γειτνίαση. Περίπου 100 συνάψεις πέφτουν σε κυλινδρικό όγκο ύψους 5 μικρών και επίσης διαμέτρου 5 μικρών. Αυτό είναι 10 φορές μεγαλύτερο από το ποσό που βρίσκεται άμεσα στον ίδιο τον δενδρικό κλάδο.

Ιστοσελίδα Dendrite (Braitenberg V., Schuz A., 1998)

Ως αποτέλεσμα, οι συνάψεις σχηματίζουν ένα σύστημα τυχαία κατανεμημένων πηγών νευροδιαβιβαστών για το εξωσυναπτικό περιβάλλον. Οποιαδήποτε δραστηριότητα στις συνάψεις προκαλεί την εμφάνιση νευροδιαβιβαστών στο χώρο που τους περιβάλλει. Εάν πολλές γειτονικές συνάψεις ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα κάπου, τότε σε ένα τέτοιο μέρος προκύπτει ένα κοκτέιλ από τους μεσολαβητές που ξεχώρισαν από αυτές τις συνάψεις.

Εάν λάβετε μέρος, τότε το ένα κοντά στο άλλο σε ακτίνα ενάμισι μικρόμετρου θα είναι περίπου 10 συνάψεις. Τα περισσότερα από αυτά θα ανήκουν σε διαφορετικούς δενδρίτες. Εάν παρατηρήσετε ποιοι συνδυασμοί νευροδιαβιβαστών θα εμφανιστούν σε αυτό το μέρος, αποδεικνύεται ότι η σύνθεση του "κοκτέιλ" μπορεί να σας πει ακριβώς ποιες συνάψεις ήταν ενεργές κάθε φορά.

Μπορείτε να δώσετε ένα παράδειγμα. Φανταστείτε ότι υπάρχουν 10 μπαρ στην περιοχή. Συνολικά υπάρχουν εκατοντάδες μπύρες. Μόνο 3 μπύρες εμφιαλώνονται σε κάθε μία. Μόλις έφτασε σε ένα μπαρ, ο μπάρμαν επέλεξε αυτές τις ποικιλίες τυχαία μία φορά και τώρα τις ρίχνει μόνο. Πηγαίνετε σε διάφορα μπαρ, πίνετε τρεις μπύρες διαφορετικών ειδών σε κάθε ένα και παίρνετε μαζί σας χαρτοκιβώτια για ποτήρια με το όνομα της μπύρας που έχετε πιει. Ως αποτέλεσμα, με τον συνδυασμό χαρτοκιβωτίων, σχεδόν πάντα, η σύζυγός σας θα είναι σε θέση να καθορίσει ποια μπαρ επισκεφτήκατε.

Οι νευροδιαβιβαστές που βρίσκονται εκτός των συνάψεων έχουν τον δικό τους ειδικό μηχανισμό, ο οποίος επιτρέπει την επιρροή της εργασίας των νευρώνων. Στην επιφάνεια του δενδρίτη και του σώματος του νευρώνα, οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς βρίσκονται σε μεγάλες ποσότητες. Αυτοί οι υποδοχείς δεν έχουν κανάλια ιόντων και δεν μπορούν να επηρεάσουν άμεσα το μεμβρανικό δυναμικό ενός νευρώνα. Στο εσωτερικό της μεμβράνης, αυτοί οι υποδοχείς συνδέονται με τη λεγόμενη G-πρωτεΐνη. Γι 'αυτό καλούνται συχνά με αυτόν τον τρόπο - G-πρωτεΐνες συζευγμένοι υποδοχείς (GPCRs). Όταν οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς ενεργοποιούνται από τον προσδέτη τους, απελευθερώνουν την πρωτεΐνη G και αρχίζει να επηρεάζει την εσωτερική κατάσταση του κυττάρου.

Υπάρχουν δύο τύποι επιδράσεων των G-πρωτεϊνών στο κύτταρο (Εικόνα παρακάτω). Στην πρώτη περίπτωση, οι πρωτεΐνες G συνδέονται άμεσα με τα πλησιέστερα κανάλια ιόντων και ανοίγουν ή κλείνουν, γεγονός που αλλάζει το δυναμικό της μεμβράνης. Στη δεύτερη περίπτωση, οι πρωτεΐνες G δεσμεύονται σε ένζυμα που ενεργοποιούν την εργασία των δευτερευόντων αγγελιοφόρων. Η συμμετοχή δευτερογενών ενδοκυτταρικών μεσολαβητών οδηγεί σε πολλαπλή αύξηση της αποτελεσματικότητας των υποδοχέων. Οι αλλαγές που προκαλούνται από τους δευτερεύοντες μεσάζοντες είναι αργές, αλλά ταυτόχρονα μπορούν να αλλάξουν παγκοσμίως την κατάσταση ολόκληρου του κελιού.

Το έργο των ιονοτροπικών υποδοχέων ονομάζεται γρήγορη αλληλεπίδραση. Η αλλαγή του δυναμικού μεμβράνης απαιτεί χρόνο της τάξης μόνο ενός χιλιοστού του δευτερολέπτου. Το έργο των μεταβοτροπικών υποδοχέων αναφέρεται συνήθως ως αργές αλληλεπιδράσεις. Με τη συμμετοχή δευτερογενών μεσαζόντων, οι αλλαγές στο κελί μπορούν να διαρκέσουν από δευτερόλεπτα έως ώρες. Ο άμεσος έλεγχος των μεταβοτροπικών υποδοχέων καναλιών ιόντων είναι πολύ ταχύτερος και συγκρίσιμος στο χρόνο με την ταχεία αλληλεπίδραση.

Αν κοιτάξετε τον μεταβοτροπικό υποδοχέα πιο κοντά, αποδεικνύεται ότι έχει επτά διαμεμβρανικούς τομείς και δύο ελεύθερα άκρα (εικόνα παρακάτω).

Δομή μεταβοτροπικών υποδοχέων

Λόγω των ελεύθερων άκρων, οι γειτονικοί υποδοχείς μπορούν να συνδεθούν, δημιουργώντας διμερή (εικόνα παρακάτω). Τα διμερή, με τη σειρά τους, σχηματίζουν δεκτές συστάδες. Τα άκρα αμίνης και καρβοξυλίου των υποδοχέων παίζουν το ρόλο ενός είδους «συνδετήρων Velcro», το οποίο, λόγω της ηλεκτροστατικής «κολλήσεως», μπορεί να σχηματίσει συστάδες υποδοχέων διαφόρων συνθέσεων. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει τίποτα τυχαίο στα βιολογικά συστήματα, μπορεί να υποτεθεί ότι ο σχηματισμός συστάδων από διάφορους μεταβοτροπικούς υποδοχείς έχει μια συγκεκριμένη έννοια. Εάν υποθέσουμε ότι το σύμπλεγμα υποδοχέα δεν ανταποκρίνεται στους νευροδιαβιβαστές μεμονωμένα, από κάθε υποδοχέα, αλλά ως ένας μοναδικός μηχανισμός, μια τέτοια αντίδραση μπορεί να συγκριθεί με την ανίχνευση ορισμένων συνδυασμών ουσιών που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της υπερβολής γειτονικών συνάψεων.

Ομαδοποίηση υποδοχέων. Το Α είναι ένας μοναδικός υποδοχέας και η αλληλεπίδρασή του με τους γύρω υποδοχείς. Το Β είναι ένα μονομερές δεκτικό μόριο. Το C είναι δεκτικό διμερές. D - ο συνδυασμός δύο μονομερών σε διμερή επαφής (E) και Raman (F). (Radchenko, 2007)

Δεν περιγράφονται παραπάνω όλοι οι μηχανισμοί που εμπλέκονται στην εργασία ενός νευρώνα. Αλλά αυτό είναι ήδη αρκετό για να συνειδητοποιήσουμε ότι ένας πραγματικός νευρώνας δεν είναι πολύ πιο περίπλοκος από τον επίσημο ομόλογό του. Ένας πραγματικός νευρώνας είναι κάτι εντελώς διαφορετικό. Φαίνεται ότι τα νευρικά δίκτυα είναι ανθρώπινες εφευρέσεις που δεν έχουν άμεσα ανάλογα στη φύση. Όταν ένα τεχνητό νευρικό δίκτυο καταφέρνει να λύσει τυχόν πρακτικά προβλήματα, φαίνεται ότι οι αναλογίες με τον εγκέφαλο δεν πρέπει να αντλούνται στο επίπεδο των νευρώνων και των συνδέσεων, αλλά στο επίπεδο των ίδιων των αλγοριθμικών αρχών που εφαρμόζει αυτό το δίκτυο..

Ας επιστρέψουμε στα κυτταρικά αυτόματα και το ζήτημα μιας πιθανής βιολογικής αναλογίας. Για να πληροί τις προϋποθέσεις για το ρόλο ενός στοιχείου που εμπλέκεται στη διαβίβαση πληροφοριών, ένας υποψήφιος πρέπει να πληροί πολλές προϋποθέσεις:

  • Ένας υποψήφιος πρέπει να έχει τουλάχιστον δύο ξεχωριστές πολιτείες.
  • Πρέπει να υπάρχει μια ευκαιρία για τη μετάδοση πληροφοριών σχετικά με την κατάστασή τους σε γείτονες.
  • Πρέπει να υπάρχει ένας μηχανισμός που να επιτρέπει στον υποψήφιο να αλλάξει την κατάστασή του υπό την επιρροή ενός μοτίβου που δημιουργείται από τη δραστηριότητα των γειτόνων.
  • Πρέπει να υπάρχει ένας μηχανισμός για την επιλεκτική απόκριση σε διάφορα περιβάλλοντα μοτίβα.
  • Η μεταφορά πληροφοριών πρέπει να είναι αρκετά γρήγορη ώστε να ταιριάζει με τους ρυθμούς του εγκεφάλου.
  • Δεδομένου ότι θεωρείται ότι ο μηχανισμός κυματομορφής πρέπει να περιλαμβάνει κάθε φορά μεγάλο αριθμό στοιχείων στη μετάδοση, το ενεργειακό κόστος κάθε στοιχείου πρέπει να είναι ελάχιστο.

Σε διαφορετικές στιγμές, σκέφτηκα διαφορετικούς υποψηφίους για το ρόλο των βιολογικών αναλόγων. Η αφθονία των μηχανισμών που χαρακτηρίζουν τον εγκέφαλο επιτρέπει σε σχεδόν όλα όσα βρίσκονται στον φλοιό να καταλήξουν σε μια υποθετική αιτιολόγηση του γιατί αυτό θα μπορούσε να είναι ένα ανάλογο των στοιχείων ενός κυτταρικού αυτόματου. Τώρα τείνω να πιστεύω ότι ο πιο κατάλληλος υποψήφιος είναι τα λεπτά κλαδιά των δενδρικών δέντρων.

Τα κλαδιά των δενδρικών δέντρων, φυσικά, αποτελούν αναπόσπαστο μέρος των νευρώνων και συμμετέχουν στον γενικό μηχανισμό της εργασίας του. Αλλά αυτό δεν τους εμποδίζει να εμφανίζουν μεμονωμένες ιδιότητες και να είναι αυτόνομα στοιχεία σε ορισμένες περιπτώσεις..

Όταν ένα μικροσκοπικό συναρπαστικό μετασυναπτικό δυναμικό εμφανίζεται σε ένα κλαδί, απλώνεται σαν ένα καλώδιο στο μήκος αυτού του κλάδου. Μπορεί να υποτεθεί ότι η διάδοση του ηλεκτρικού σήματος προκαλεί ελάχιστη εκπομπή νευροδιαβιβαστών από κάθε σύναψη που ανήκει σε αυτόν τον κλάδο. Σε αυτήν την περίπτωση, η εκπομπή δεν επηρεάζει το μεμβρανικό δυναμικό του δενδρίτη, αλλά εκτείνεται κυρίως πέρα ​​από τη σύναψη. Από έξω, θα μοιάζει με συνεχή διαρροή νευροδιαβιβαστών. Η κατάσταση στην οποία ένα ηλεκτρικό σήμα διαπερνά τον δενδρίτη μπορεί να ονομαστεί ενεργή κατάσταση του στοιχείου. Τη στιγμή της δραστηριότητας του κλάδου δενδρίτη γύρω του, πιθανώς, δημιουργείται ένα σύννεφο νευροδιαβιβαστών. Σε κάθε μέρος αυτού του νέφους, η σύνθεση του κοκτέιλ είναι ατομική και καθορίζεται από τις πλησιέστερες συνάψεις.

Σε κάθε μέρος του φλοιού, γειτνιάζουν περίπου δώδεκα συνάψεις από διάφορους δενδρίτες. Εάν πολλοί δενδρίτες είναι ενεργοί ταυτόχρονα, τότε σε ορισμένα σημεία εμφανίζεται ένα κοκτέιλ ειδικό για αυτόν τον συνδυασμό νευροδιαβιβαστών. Εάν ένας δενδρίτης με μεταβοτροπικό υποδοχέα είναι ευαίσθητος σε αυτό το κοκτέιλ σε ένα τέτοιο μέρος, τότε ένας τέτοιος δενδρίτης μπορεί να αποκτήσει συναρπαστικό δυναμικό και να πάει σε ενεργή κατάσταση.

Κατ 'αρχήν, δεν είναι δύσκολο να συναρμολογηθεί ένα βιολογικό ανάλογο του κυτταρικού αυτοματισμού μας από έναν τέτοιο κατασκευαστή. Λόγω του γεγονότος ότι μιλάμε για μικροσκοπικά μετασυναπτικά δυναμικά και την κβαντική εκπομπή νευροδιαβιβαστών, η ενέργεια μιας τέτοιας μεταφοράς θα είναι εξαιρετικά χαμηλή.

Σε ένα κυψελοειδές αυτοματοποιημένο, για τη δημιουργία μοναδικών μοτίβων, απαιτήθηκε μια τυχαία αρχική επιλογή καταστάσεων και η μνήμη των στοιχείων αυτόματων σε σχέση με μοτίβα που τους γνώριζαν. Αυτό πηγάζει από το γεγονός ότι αρχικά το κινητό τηλέφωνο ήταν καθαρό και ομοιογενές. Για να εμφανιστεί επαναλαμβανόμενη ετερογένεια, το μηχάνημα χρειάζεται τυχαιότητα και μνήμη. Με τους δενδρίτες, η κατάσταση είναι κάπως πιο ενδιαφέρουσα. Τα δενδρικά κλαδιά είναι αρχικά έντονα συνυφασμένα και με εντελώς τυχαίο τρόπο. Αυτή η ετερογένεια, στην πραγματικότητα, είναι ήδη μια έτοιμη μνήμη. Αυτή η μνήμη σας επιτρέπει να αντιληφθείτε οποιοδήποτε σήμα και να δώσετε μια απόκριση προκαθορισμένη από τη δομή της ύφανσης. Επιπλέον, η απάντηση είναι επαναλαμβανόμενη. Είναι σαν μια συνάρτηση κατακερματισμού που παράγει ένα αποτέλεσμα, το οποίο μπορεί να μην είναι πολύ σαφές, αλλά είναι πάντα το ίδιο για το ίδιο σήμα εισόδου.
Απλοποιημένο, μοιάζει με αυτό. Δημιουργήστε ένα μοτίβο πολλών κλάδων στην τοπική περιοχή. Κάπου στον όγκο αυτής της τοπικής περιοχής υπάρχουν μέρη στα οποία αυτά τα κλαδιά θα περάσουν το ένα δίπλα στο άλλο. Οι νευροδιαβιβαστές που εκπέμπονται από αυτά θα δημιουργήσουν «κοκτέιλ». Εάν υπάρχουν δενδριτικά κλαδιά κοντά στα «κοκτέιλ», στα οποία εμφανίζεται ο αντίστοιχος υποδοχέας σε αυτό το μέρος, τότε ενεργοποιείται ένας τέτοιος κλάδος.

Δηλαδή, το ίδιο το σύστημα τυχαίας ύφανσης περιέχει ήδη έναν μηχανισμό για τη δημιουργία συνέχειας για κάθε συνδυασμό δραστηριότητας. Αυτό είναι βολικό, καθώς, δυνητικά, δεν απαιτεί επιπλέον μνήμη εκτός από αυτό που είναι ήδη εγγενές στο χάος της διαπλοκής. Αλλά ένας τέτοιος σχεδιασμός έχει μόνο τοπική χρονική σταθερότητα. Εάν η διαμόρφωση των δενδριτών ή των αγκάθων αλλάξει, τότε όλα τα μοτίβα που προκύπτουν μπορεί να τσαλακωθούν. Μπορεί να υποτεθεί ότι εάν ο εγκέφαλος επέλεξε πραγματικά έναν τέτοιο μηχανισμό, τότε θα πρέπει να υπάρχουν συστήματα που διασφαλίζουν τη σταθερότητα των προτύπων που χρησιμοποιούνται, βελτιστοποιούν την κατανομή τους και ελαχιστοποιούν την πιθανότητα λαθών διάδοσης. Είναι πιθανό ότι οι αλλαγές στα δενδρικά δέντρα και οι αλλαγές που συμβαίνουν με τον αριθμό και το σχήμα των αγκάθων είναι απόηχοι τέτοιας βελτιστοποίησης.

Για να επεξηγήσει τις περιγραφόμενες υποθέσεις, ο Anton Morozov έκανε ένα μοντέλο 3D κλίμακας στο οποίο αναπαράγει κύματα με βάση μοτίβα από δενδρικά κλαδιά. Στο μοντέλο, τα κλαδιά αντικαταστάθηκαν από λεπτούς σωλήνες μήκους 50 μm, που αντιστοιχούν στο μέσο μήκος του δενδρικού κλάδου. Με την ίδια πυκνότητα στοίβαξης δενδριτών όπως στον πραγματικό φλοιό, φαίνεται κάτι, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Ορίστηκε το αρχικό συμπαγές μοτίβο κλαδίσκου. Στο μοντέλο, τα κλαδιά δεν έχουν τη δική τους μνήμη. Οι κλάδοι ενεργοποιούνται για τους οποίους το υπαγορεύει η γεωμετρία των τυχαίων συνδέσεων. Κατά συνέπεια, οποιοδήποτε τυχαίο μοτίβο ενεργών κλάδων δημιουργεί ένα μοτίβο συνέχειας προκαθορισμένο από τη γεωμετρία. Ένα νέο μοτίβο γεννά το επόμενο και ούτω καθεξής. Ακολουθούν ορισμένα βήματα προσομοίωσης..

Μην κοιτάτε στον περιγραφόμενο μηχανισμό για τη διάδοση των δενδρικών κυμάτων οποιουδήποτε βαθού νοήματος που σχετίζεται με την επεξεργασία πληροφοριών. Στην πραγματικότητα, μόλις δείξαμε έναν πιθανό μηχανισμό μετάδοσης διακριτών πληροφοριών στον χώρο του φλοιού και μεταξύ των εγκεφαλικών δομών. Παρεμπιπτόντως, είναι στην έννοια του παρόμοιο με τον μηχανισμό μετάδοσης ψηφιακών πληροφοριών μέσω λεωφορείων δεδομένων που χρησιμοποιούνται σε υπολογιστές. Η λειτουργία του διαύλου δεδομένων είναι να μεταδίδει ένα μοτίβο που αποτελείται από μηδενικά και αυτά σε όλους τους κόμβους του υπολογιστή. Ο δίαυλος δεδομένων είναι λίγο απλούστερος · το μοτίβο του μοιάζει το ίδιο οπουδήποτε στο λεωφορείο. Όμως, θεωρητικά, είναι δυνατό να φανταστεί κανείς έναν υπολογιστή στον οποίο το σήμα bit στο δίαυλο δεδομένων θα αλλάξει καθώς κινείται από τον ένα κόμβο στον άλλο. Εάν, σε αυτήν την περίπτωση, παρατηρηθεί η σαφής αντιστοιχία των ληφθέντων κωδικών, τότε είναι εύκολο να προσαρμόσετε τους κόμβους του υπολογιστή ώστε να λειτουργούν με τέτοιες πληροφορίες. Αλλά μην υποτιμάτε το μοντέλο που προκύπτει. Επιπλέον, δείχνουμε ότι η ανάπτυξη αυτού του μοντέλου δίνει εκπληκτικά αποτελέσματα..

Η δομή του νευρώνα: άξονες και δενδρίτες

Το πιο σημαντικό στοιχείο στο νευρικό σύστημα είναι ένα νευρικό κύτταρο ή ένας απλός νευρώνας. Πρόκειται για μια συγκεκριμένη μονάδα του νευρικού ιστού που εμπλέκεται στη μετάδοση και την πρωτογενή επεξεργασία πληροφοριών, καθώς και ως ο κύριος δομικός σχηματισμός στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Κατά κανόνα, τα κύτταρα έχουν καθολικές αρχές δομής και περιλαμβάνουν, εκτός από το σώμα, άξονες νευρώνων και δενδριτών.

γενικές πληροφορίες

Οι νευρώνες του κεντρικού νευρικού συστήματος είναι τα πιο σημαντικά στοιχεία σε αυτόν τον τύπο ιστού, είναι σε θέση να επεξεργάζονται, να μεταδίδουν και επίσης να δημιουργούν πληροφορίες με τη μορφή συνηθισμένων ηλεκτρικών παλμών. Ανάλογα με τη λειτουργία, τα νευρικά κύτταρα είναι:

  1. Ευαίσθητο στον υποδοχέα. Το σώμα τους βρίσκεται στους ευαίσθητους κόμβους των νεύρων. Λήψη σημάτων, μετατροπή τους σε παλμούς και μετάδοση στο κεντρικό νευρικό σύστημα.
  2. Ενδιάμεσο, συνεργατικό. Βρίσκεται εντός του κεντρικού νευρικού συστήματος. Επεξεργασία πληροφοριών και συμμετοχή στην ανάπτυξη ομάδων.
  3. Μοτέρ. Τα σώματα βρίσκονται στο κεντρικό νευρικό σύστημα και στους αυτόνομους κόμβους. Στείλτε παλμούς στα σώματα εργασίας.

Συνήθως, έχουν τρεις χαρακτηριστικές δομές στη δομή τους: σώμα, άξονα, δενδρίτες. Κάθε ένα από αυτά τα μέρη εκτελεί έναν συγκεκριμένο ρόλο, ο οποίος θα συζητηθεί αργότερα. Οι δενδρίτες και οι άξονες είναι τα πιο σημαντικά στοιχεία που εμπλέκονται στη συλλογή, τη μετάδοση πληροφοριών.

Αξόνια ενός νευρώνα

Τα άξονες είναι οι μεγαλύτερες διαδικασίες, το μήκος των οποίων μπορεί να φτάσει αρκετά μέτρα. Η κύρια λειτουργία τους είναι η μεταφορά πληροφοριών από το σώμα ενός νευρώνα σε άλλα κύτταρα του κεντρικού νευρικού συστήματος ή των μυϊκών ινών, όταν πρόκειται για κινητικούς νευρώνες. Τα άξονες συνήθως επικαλύπτονται με μια ειδική πρωτεΐνη που ονομάζεται μυελίνη. Αυτή η πρωτεΐνη είναι μονωτής και βοηθά στην αύξηση της ταχύτητας μεταφοράς πληροφοριών κατά μήκος των νευρικών ινών. Κάθε άξονας έχει μια χαρακτηριστική κατανομή της μυελίνης, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του ρυθμού μετάδοσης των κωδικοποιημένων πληροφοριών. Οι άξονες των νευρώνων, τις περισσότερες φορές, είναι μονές, η οποία σχετίζεται με γενικές αρχές της λειτουργίας του κεντρικού νευρικού συστήματος.

Είναι ενδιαφέρον! Το πάχος του άξονα των καλαμαριών φτάνει τα 3 mm. Συχνά, οι διεργασίες σε πολλά ασπόνδυλα είναι υπεύθυνα για συμπεριφορά κατά τη διάρκεια κινδύνου. Η αύξηση της διαμέτρου επηρεάζει το ρυθμό αντίδρασης..

Κάθε άξονας τελειώνει με τους λεγόμενους τερματικούς κλάδους - συγκεκριμένους σχηματισμούς που μεταδίδουν απευθείας ένα σήμα από το σώμα σε άλλους σχηματισμούς (νευρώνες ή μυϊκές ίνες). Κατά κανόνα, οι τερματικοί κλάδοι σχηματίζουν συνάψεις - ειδικές δομές στον νευρικό ιστό που παρέχουν τη διαδικασία μετάδοσης πληροφοριών χρησιμοποιώντας διάφορες χημικές ουσίες ή νευροδιαβιβαστές..

Η χημική ουσία είναι ένα είδος ενδιάμεσου που εμπλέκεται στην ενίσχυση και τη ρύθμιση της μετάδοσης παλμών. Τα τερματικά κλαδιά είναι κλαδιά μικρού άξονα μπροστά από τη θέση της προσάρτησής του σε άλλο νευρικό ιστό. Ένα τέτοιο δομικό χαρακτηριστικό βελτιώνει τη μετάδοση σήματος και συμβάλλει στην αποτελεσματικότερη λειτουργία του συνόλου του κεντρικού νευρικού συστήματος.

Γνωρίζετε ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος αποτελείται από 25 δισεκατομμύρια νευρώνες; Μάθετε για τη δομή του εγκεφάλου.

Μάθετε για τις λειτουργίες του εγκεφαλικού φλοιού εδώ..

Δενδρίτες νευρώνων

Οι δενδρίτες νευρώνων είναι πολλαπλές νευρικές ίνες που δρουν ως συλλέκτης πληροφοριών και τις μεταδίδουν απευθείας στο σώμα ενός νευρικού κυττάρου. Τις περισσότερες φορές, το κελί έχει ένα πυκνά διακλαδισμένο δίκτυο δενδριτικών διεργασιών, το οποίο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη συλλογή πληροφοριών από το περιβάλλον.

Οι ληφθείσες πληροφορίες μετατρέπονται σε ηλεκτρική ώθηση και διαδίδονται μέσω του δενδρίτη στο σώμα του νευρώνα, όπου υφίσταται πρωτογενή επεξεργασία και μπορεί να μεταδοθεί περαιτέρω κατά μήκος του άξονα. Κατά κανόνα, οι δενδρίτες ξεκινούν με συνάψεις - ειδικοί σχηματισμοί που ειδικεύονται στη μεταφορά πληροφοριών χρησιμοποιώντας νευροδιαβιβαστές.

Σπουδαίος! Η διακλάδωση του δενδρικού δέντρου επηρεάζει τον αριθμό των παλμών εισόδου που λαμβάνονται από τον νευρώνα, γεγονός που σας επιτρέπει να επεξεργαστείτε μεγάλο αριθμό πληροφοριών.

Οι δενδριτικές διεργασίες είναι πολύ διακλαδισμένες, σχηματίζουν ένα ολόκληρο δίκτυο πληροφοριών που επιτρέπει στο κελί να λαμβάνει μεγάλη ποσότητα δεδομένων από τα γύρω κύτταρα και άλλους ιστούς σχηματισμούς.

Ενδιαφέρων! Η ακμή της έρευνας δενδρίτη πέφτει το 2000, η ​​οποία χαρακτηρίζεται από ταχεία πρόοδο στον τομέα της μοριακής βιολογίας.

Το σώμα, ή γατόψαρο ενός νευρώνα, είναι μια κεντρική οντότητα, η οποία είναι ο τόπος συλλογής, επεξεργασίας και περαιτέρω μεταφοράς οποιωνδήποτε πληροφοριών. Κατά κανόνα, το κυτταρικό σώμα παίζει καθοριστικό ρόλο στην αποθήκευση οποιωνδήποτε δεδομένων, καθώς και στην υλοποίησή τους δημιουργώντας μια νέα ηλεκτρική ώθηση (εμφανίζεται στον άξονα του λόφου).

Το σώμα είναι ένας τόπος αποθήκευσης για τον πυρήνα ενός νευρικού κυττάρου που υποστηρίζει το μεταβολισμό και τη δομική ακεραιότητα. Επιπλέον, υπάρχουν και άλλα κυτταρικά οργανίδια στο γατόψαρο: μιτοχόνδρια - παρέχοντας σε ολόκληρο τον νευρώνα ενέργεια, το ενδοπλασματικό δίκτυο και τη συσκευή Golgi, που είναι εργοστάσια για την παραγωγή διαφόρων πρωτεϊνών και άλλων μορίων.

Η πραγματικότητά μας δημιουργείται από τον εγκέφαλο. Όλα τα ασυνήθιστα γεγονότα για το σώμα μας..

Η υλική δομή της συνείδησής μας είναι ο εγκέφαλος. Διαβάστε περισσότερα εδώ.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το σώμα του νευρικού κυττάρου περιέχει έναν αξονικό κόμβο. Αυτό είναι ένα ειδικό μέρος του soma, ικανό να παράγει μια ηλεκτρική ώθηση που μεταδίδεται στον άξονα και κατά μήκος του προς τον στόχο του: εάν πρόκειται για μυϊκό ιστό, τότε λαμβάνει ένα σήμα συστολής, εάν σε έναν άλλο νευρώνα, αυτό οδηγεί στη μεταφορά οποιωνδήποτε πληροφοριών. Διαβάστε επίσης.

Το Neuron είναι η πιο σημαντική δομική και λειτουργική μονάδα του κεντρικού νευρικού συστήματος, που εκτελεί όλες τις κύριες λειτουργίες του: δημιουργία, αποθήκευση, επεξεργασία και περαιτέρω μετάδοση πληροφοριών που κωδικοποιούνται σε νευρικά ερεθίσματα. Οι νευρώνες διαφέρουν σημαντικά στο μέγεθος και το σχήμα του soma, τον αριθμό και τη φύση του άξονα και δενδριτικής διακλάδωσης, καθώς και τα χαρακτηριστικά της κατανομής της μυελίνης στις διεργασίες τους.