Legfontosabb

Szívroham

Az axonok és a dendritek

Az idegrendszer funkcionális egysége egy idegsejt, egy neuron. A neuronok képesek elektromos impulzusokat generálni és idegi impulzusok formájában továbbítani őket. A neuronok kémiai kötéseket képeznek egymás között - szinapszisok. Az idegrendszer kötőszövetét neuroglia (szó szerint „ideges glia”) képviseli. A Neuroglia sejtek száma olyan sok, mint az idegsejtek, és trófeát és támogató funkciókat látnak el.

Az agyféltekén és agyi féltekén több milliárd idegsejt képezi a felszíni réteget - a kéreg -. Ezenkívül a fehér anyag vastagságában az idegsejtek klasztereket képeznek - magokat.

Szinte az összes idegrendszeri idegsejtek többpólusúak: az idegsejtek testét (testét) több pólus (csúcs) jellemzi. Az egyes pólusoktól - az egyik kivételével - a folyamatok - dendritek, amelyek számos ágot alkotnak, eltérnek. A dendritikus fatörzsek lehetnek simaak és számos tüskét képezhetnek. A dendritek szinapszist képeznek a dendritikus fa gerincében vagy törzsében lévő más neuronokkal.

A szoma fennmaradó pólusától az idegimpulzusokat végző folyamat, az axon indul. A legtöbb axon mellékágakat képez. A végágak szinapszist képeznek a cél neuronokkal.

A neuronok a szinaptikus érintkezés két fő típusát képezik: axodendritikus és axosomatikus. Az axodendritikus szinapszis a legtöbb esetben gerjesztő impulzusokat közvetít, az axosomatikus pedig gátolja.

Az agyi neuronok formái.
(1) Az agykéreg piramis idegsejtjei.
(2) A hipotalamusz neuroendokrin idegsejtjei.
(3) A striatum tüskés idegsejtjei.
(4) Kosárszerű cerebelláris neuronok. Az 1. és 3. idegrendszer dendritjei gerincokat képeznek.
A az axon; D - dendrit; KA - biztosíték axon. Dendritikus tüskék.
A kisagy egy része, amely gerinceket képező óriási Purkinje sejtek dendritjeit tartalmazza.
Három (III) gerinc van megkülönböztetve a látómezőben: szinaptikus érintkezést képeznek az axonok klub alakú kiterjesztéseivel (A).
A negyedik axon (bal felső rész) szinapszist képez egy dendrites törzsgel. (A) A gerincvelő szürke anyagának elülső kürtjének motoros idegsejtje.
(B) Nagyított kép (A). Az 1. és 2. szakasz mielin hüvelyeit, amelyek a központi idegrendszer fehérejében helyezkednek el, oligodendrociták képezik.
A visszatérő biztosíték axon elágazása a nem-mielinált helyről indul.
Az idegrendszer perifériás részével kapcsolatos 3. és 4. szakasz mielin hüvelyeit Schwann sejtek képezik.
Az axon megvastagodása a gerincvelőbe való belépés régiójában (átmeneti régió) egyrészt az oligodendrocitával, másrészről a Schwann sejttel érintkezik.
(B) Az idegszálakból álló neurofibrillok ezüstsókkal történő festés után láthatók.
(D) A Nissl testek (szemcsés endoplazmatikus retikulum darabjai) kationos színezékekkel (pl..

A neuronok belső szerkezete

Az összes neuronszerkezet citoszkeletonját mikrotubulusok és neurofilamentek képezik. A neuron teste tartalmazza a magot és a környező citoplazmát - a perikariont (görög peri - körül és a karion - a magot). A perikarionban vannak granulált (durva) endoplazmatikus retikulum - Nissl testek, valamint a Golgi-komplex, szabad riboszómák, mitokondriumok és agranuláris (sima) endoplazmatikus retikulum.

1. Intracelluláris transzport. Az idegsejtekben metabolizmus zajlik a membránszerkezetek és a citoszkeleton komponensek között: a szomában folyamatosan szintetizált új sejtkomponensek anterográd transzport útján axonokba és dendritekbe kerülnek, az anyagcserék pedig a sómába kerülnek, ahol lizoszomálisan elpusztulnak (a célsejtek felismerése)..

Helyezzen el gyors és lassú anterográd szállítást. A gyors szállítást (napi 300–400 mm) szabad celluláris elemek hajtják végre: szinaptikus vezikulák, mediátorok (vagy elődeik), mitokondriumok, valamint lipid- és proteinmolekulák (beleértve a receptorfehérjéket), amelyeket a sejt plazmamembránjába merítenek. Lassú szállítást (naponta 5-10 mm) biztosítanak a központi váz komponensei és az oldható fehérjék, ideértve néhány olyan fehérjét is, amely az idegvégződésekben lévő mediátorok felszabadításában vesz részt.

Az axon számos mikrotubulust képez: a szómától kezdve, rövid kötegekkel kezdve, amelyek egymáshoz viszonyítva előre haladnak az axon kezdeti szegmense mentén; ezt követően az axon meghosszabbodás következtében kialakul (egyszer akár 1 mm-ig). A meghosszabbodási folyamat a távoli végén lévő tubulin polimerek hozzáadása és a proximális végnél történő részleges depolimerizáció („szétszerelés”) miatt következik be. A disztális részben a neurofilment előrehaladása szinte teljesen lelassul: ebben a szakaszban befejezésük folyamata befejeződött, mivel filamentum polimerek hozzáadása miatt a szomából az osztályba lassú transzport jön létre.

A mitokondriális metabolitok, az agranuláris endoplazmatikus retikulum és a plazmamembrán retrográd transzportját a benne található receptorokkal meglehetősen nagy sebességgel (150-200 mm / nap) hajtják végre. A celluláris anyagcseretermékek eltávolításán túl a retrográd transzport is részt vesz a célsejtek felismerési folyamatában. A szinapszis során az axonok a célsejt plazmamembránjának felületéről proteineket, neurotrophineket („idegsejtek táplálékát”) tartalmazó jelző endoszómákat fognak el. Ezután a neurotrophineket a sómába szállítják, ahol beágyazódnak a Golgi komplexbe.

Ezen felül a célsejtek ilyen „marker” molekuláinak elfogása fontos szerepet játszik a sejtek felismerésében fejlődésük során. A jövőben ez a folyamat biztosítja az idegsejtek túlélését, mivel az idő múlásával térfogatuk csökken, ami sejthalálhoz vezethet, ha axonszakadás történik az első ágainál..

A neurotrofinok közül az elsőt olyan ideg növekedési faktorról vizsgáltam, amely különösen fontos funkciókat lát el a perifériás szenzoros és autonóm idegrendszer fejlődésében. Az érett agyi neuronok szomatikájában szintetizálódnak az agyból izolált növekedési faktor (BDNF), amelyet az idegvégződésekbe anterográd módon szállítanak. Az állatkísérletekből nyert adatok szerint az agyból izolált növekedési faktor biztosítja az idegsejtek életképességét azáltal, hogy részt vesz az anyagcserében, impulzusokat vezet és szinaptikus transzmissziót folytat.

A motoros neuron belső szerkezete.
Öt dendritikus csonkot, három gerjesztő szinapszist (piros színű kiemeléssel) és öt gátló szinapszist ábrázolunk..

2. Szállítási mechanizmusok. A neuronális transzport folyamatában a hordozó struktúrák szerepét mikrotubulusok végzik. A mikrotubulusokhoz kötött fehérjék az ATP-energia miatt az organellákat és a molekulákat a mikrotubulusok külső felületén mozgatják. Az anterográd és retrográd transzport különféle típusú ATPázokat biztosít. A retrográd transzport a dynein ATPázok okozta. A csökkent dynein működés motoros neuron betegséghez vezet.
A neuronális transzport klinikai jelentőségét az alábbiakban ismertetjük..

Tetanusz. Ha a seb szennyezett a talajjal, akkor tetanus bacillus (Clostridium tetani) fertőzés lehetséges. Ez a mikroorganizmus toxint termel, amely az idegvégződések plazmamembránjaihoz kötődik, endocitózissal hatol be a sejtekbe, és retrográd transzport útján bejut a gerincvelő neuronjaiba. A magasabb szintekben elhelyezkedő neuronok endocitózissal is elfogják ezt a toxint. Ezek között a Renshaw sejteket, amelyek általában gátló hatást fejtenek ki a motoros neuronokra egy gátló mediátor - glicin - izolálásával..

Amikor a sejtek felszívják a toxint, megszakad a glicin szekréció, amelynek eredményeként az arc, az állkapocs és a gerinc izmainak motoros beidegzését végző idegsejtek gátló hatása megszűnik. Klinikailag ez ezen izmok elhúzódó és gyengítő görcsével nyilvánul meg, és az esetek felében néhány nap alatt a kimerültség miatt a betegek halálát érik el. A tetanusz megelőzhető, ha megfelelő időben immunizálunk..

Vírusok és mérgező fémek. Úgy gondolják, hogy a retrográd axonális transzport miatt a vírusok (például a herpes simplex vírus) eljutnak az orrdujúból a központi idegrendszerbe, valamint a mérgező fémek - alumínium és ólom - átvitelével. Különösen a vírusok terjedése az agyi struktúrákban a retrográd interneuronális transzfernek köszönhető.

Perifériás neuropathiák. Az anterográd transzport megsértése a disztális axonális neuropathiák egyik oka, amelyben a hosszú perifériás idegek disztális szakaszának progresszív atrófiája alakul ki.

Nissl teste a motoros ideg harcában.
Az endoplazmatikus retikulum többszintű felépítésű. A poliriboszómák kinyúlnak a ciszternák külső felületén, vagy szabadon fekszenek a citoplazmában.
(Megjegyzés: a jobb megjelenítés érdekében a szerkezetek gyenge színűek).

Edzővideó - a neuron felépítése

Szerkesztő: Iskander Milewski. Megjelenés dátuma: 2018.11.11

A tipikus dendritekre és axonokra jellemző tulajdonságok

dendritekaxonok
Több dendrit távozik a neuron testétőlA neuronnak csak egy axonja van
A hossza ritkán haladja meg a 700 mikrontA hosszúság elérheti 1m-t
Ahogy távolodunk a sejttesttől, az átmérő gyorsan csökkenAz átmérőt nagy távolságban tartják
A megosztás eredményeként kialakult ágak a test közelében helyezkednek elA terminálok a cellától távol helyezkednek el.
Vannak tüskékNincsenek tüskék
Ne tartalmazzon szinaptikus vezikulumokatSzinaptikus hólyagok bőven vannak
Riboszómákat tartalmaznakA riboszómák kevés számban detektálhatók
Megfosztották a mielin hüvelytőlGyakran myelin hüvely veszi körül

Az érzékeny idegsejtek dendritjeinek végei érzékeny végeket képeznek. A dendritek fő funkciója az információ megszerzése más neuronoktól. A dendritek információt továbbítanak a sejttesthez, majd az axon dombhoz..

Axon. Az axonok idegrostokat képeznek, amelyeken keresztül az információ az idegsejtből egy neuronba vagy egy effektor szervbe kerül. Az axonok gyűjteménye idegeket képez.

Az axonokat általában három kategóriába sorolják: A, B és C. Az A és B csoport rostok myelinizáltak és C mentes a mielin hüvelyből. Az A csoport szálainak átmérője, amelyek a központi idegrendszer kommunikációjának nagy részét alkotják, 1-16 mikronra változik, és az impulzusok sebessége megegyezik az átmérőjük szorozásával 6-mal. Az A típusú szálakat Aa, Ab, Al, As csoportokra osztják. Az Аb, Аl, А rostok kisebb átmérővel rendelkeznek, mint AA, alacsonyabb vezetési sebességgel és hosszabb akciós potenciállal rendelkeznek. Az Ab- és As-rostok túlnyomórészt érzékeny rostok, amelyek gerjesztik a központi idegrendszer különféle receptorait. Az Al szálak olyan rostok, amelyek gerjesztik a gerincvelő sejteit az intrafúziós izomrostok felé. A B-szálak jellemzőek az autonóm idegrendszer preganglionikus axonjaira. Sebesség 3-18 m / s, átmérő 1-3 mikron, az akciós potenciál időtartama
1–2 ms, nincs nyomadepolarizáció fázisa, de van egy hiperpolarizáció hosszú fázisa (több mint 100 ms). A C-szálak átmérője 0,3 - 1,3 μm, és az impulzusok sebessége valamivel kisebb, mint az átmérő szorzata 2-szel, és egyenlő 0,5-3 m / s-val. Ezen szálak akciópotenciáljának időtartama 2 ms, a negatív nyompotenciál 50–80 ms, a pozitív nyompotenciál pedig 300–1000 ms. A legtöbb C-rost az autonóm idegrendszer posztganglionikus szálai. A myelinált axonokban az impulzusok vezetési sebessége magasabb, mint a nemmyzelinált axonokban.

Az Axon axoplazmát tartalmaz. Nagy idegsejtekben a neuron teljes citoplazmájának körülbelül 99% -át birtokolja. Az axon citoplazma mikrotubulusokat, idegszálakat, mitokondriumokat, agranuláris endoplazmatikus retikulumot, vezikulumokat és multivikuláris testeket tartalmaz. Az axon különböző részein ezen elemek közötti mennyiségi viszonyok jelentősen megváltoznak..

Az axonoknak, mind myelinizált, mind nem myelinizált membránnak - axolemmájuknak vannak.

A szinaptikus érintkezési zónában a membrán számos további citoplazmatikus vegyületet kap: sűrű kiemelkedéseket, szalagokat, szubszinaptikus hálózatot stb..

Az axon kezdeti szakaszát (az elejétől az a pontig, ahol az axon átmérőjére való szűkítés megtörténik) axon-tekercsnek nevezzük. Ettől a helytől és a mielin hüvely megjelenéséig az axon kezdeti szegmense meghosszabbodik. A nem myelinizált rostokban a szál ezen részét nehéz meghatározni, és egyes szerzők úgy vélik, hogy a kezdeti szegmens csak azokban az axonokban rejlik, amelyeket a mielinhüvely borít. Hiányzik például a kisagy Purkinje sejtjeiben.

Az axon átjutásának a helyére az axon kezdeti szegmense felé, az axolemma alatt egy jellegzetes elektronsűrű réteg jelenik meg, amely 15 nm vastag szemcsékből és rostokból áll. Ez a réteg nem kapcsolódik a plazmamembránhoz, hanem 8 nm-es résekkel elválasztja tőle.

A kezdeti szegmensben a sejttesttel összehasonlítva a riboszómák száma hirtelen csökken. A kezdeti szegmens citoplazma fennmaradó komponensei - idegszálak, mitokondriumok és vezikulumok - itt továbbadnak az axonhüvelyből, sem megjelenésük, sem relatív helyzetükben. Az axon-axonális szinapszisokat az axon kezdeti szegmensében írjuk le..

A myelinhüvelygel borított axonnak csak a vele járó funkcionális tulajdonságai vannak, amelyek az idegimpulzusok nagy sebességgel és csökkenés (csillapítás) nélküli vezetésével járnak nagy távolságokon. A mielin a neuroglia létfontosságú terméke. A myelinált axon proximális határa a myelin hüvely kezdetét, a distalis pedig annak elvesztését jelenti. A többé-kevésbé hosszú terminális axonszakaszok követik. Az axon ezen részén nincs granulált endoplazmatikus retikulum, és a riboszómák nagyon ritkák. Mind az idegrendszer központi részein, mind a periférián az axonokat gliasejtek veszik körül.

A mielinizált héj komplex felépítésű. Vastagsága frakcióktól 10 mikronig és ennél nagyobbig változik. A koncentrikusan elhelyezkedő lemezek mindegyike két külső sűrű rétegből áll, amelyek a fő sűrű vonalat képezik, és két könnyű bimolekuláris lipidrétegből áll, amelyeket egy közbenső osmiophil vonal választ el egymástól. A perifériás idegrendszer axonjainak középvonala a Schwann-sejt plazmamembránjainak külső felületeinek összekapcsolása. Mindegyik axont nagyszámú Schwann-sejt kíséri. Azon a helyen, ahol a Schwann-sejtek egymással határosak, nincs myelin, és Ranvier elhallgatásnak hívják. Közvetlen kapcsolat van a lehallgatási hely hossza és az idegimpulzusok sebessége között.

A Ranvier elhallgatások alkotják a myelinált rostok komplex szerkezetét, és fontos funkcionális szerepet játszanak az idegstimuláció vezetésében.

A perifériás idegek myelinált axonjainak Ranvier-elhallgatásának hossza 0,4-0,8 mikron, a központi idegrendszerben a Ranvier-elhallgatás eléri a 14 mikront. Az elfogások hossza különféle anyagok hatására meglehetősen könnyen megváltozik. A lehallgatás területén a mielinhüvely hiányában jelentős változások figyelhetők meg az idegrostok szerkezetében. Például a nagy axonok átmérője felére csökken, a kis axonok kevésbé változnak. Az axolemma általában szabálytalan kontúrral rendelkezik, és alatta egy elektronsűrű anyagréteg található. A Ranvier elhallgatásban szinaptikus érintkezés lehet az axon melletti dendritekkel (axo-dendritikus), valamint más axonokkal.

Kiegészítő axonok. A kollaterek segítségével az idegimpulzusok nagyobb vagy kevesebb számú késõbbi neuronra terjednek.

Az axonok osztódhatnak dikotóm módon, például a kisagy granulált sejtjeiben. Az axon elágazásának fő típusa (az agykéreg piramissejtjei, a kisagy kosarsejtjei) nagyon gyakori. A piramis idegsejtek mellékhatása ismétlődő, ferde és vízszintes lehet. A piramisok vízszintes ágai néha 1-2 mm-re terjednek, egyesítve a rétegük piramis és csillag alakú idegsejtjeit. A kosársejt vízszintesen kiterjedő (az agy gyrusának hossztengelyére keresztirányban) axonjaiból számos kollaterum képződik, amelyek plexusokkal végződnek a nagy piramissejtek testein. Hasonló eszközök, valamint a gerincvelő Renshaw sejtjein végződések képezik a gátlási folyamatok végrehajtásának szubsztrátját..

Az axon mellékhatások forrásként szolgálhatnak a zárt idegi körök kialakulásához. Tehát az agykéregben minden piramis idegnek vannak olyan kollaterálisai, amelyek részt vesznek az intrakortikális kapcsolatokban. A kollaterális létezés miatt a retrográd degeneráció folyamatában a neuron biztonsága biztosított, abban az esetben, ha axonjának fő ága megsérül..

Axon terminálok. A terminálok távoli axonális részeket tartalmaznak. Nincsenek a mielinhüvelyük. A csatlakozók hossza nagyban változik. Világos-optikai szinten bebizonyosodik, hogy a csatlakozók lehetnek egyszemélyesek, és ekkor alakúak: oszlop, retikuláris lemez, gyűrű vagy több alakúak, és hasonlíthatnak egy kefe, tölcséres, mohás szerkezetéhez. Ezen formációk mérete 0,5-5 mikron vagy annál nagyobb lehet.

A vékony axonágaknak az ideg elemekkel való érintkezés helyein gyakran orsó vagy gyöngy alakú kiterjesztések vannak. Amint azt az elektronmikroszkópos vizsgálatok mutatják, ezekben a területeken vannak szinaptikus kapcsolatok. Ugyanez a terminál lehetővé teszi egy axon számára, hogy kapcsolatba lépjen sok neuronnal (például az agykéregben lévő párhuzamos rostokkal) (1.2. Ábra).

Az axonok és a dendritek

Axon - hosszú folyamat, neuron - idegsejt, szinapszis - idegsejtek érintkezése idegi impulzus átadására, dendrit - rövid folyamat.

Az axon egy idegrosta: hosszú, egyetlen folyamat, amely elmozdul egy sejt testétől - egy neurontól, és impulzusokat továbbít belőle.

A dendrit egy neuron elágazó folyamata, amely információt vesz át más neuronok axonjaitól (vagy dendriteitől és sómáitól) kémiai (vagy elektromos) szinapszisok útján, és elektromos jel útján továbbítja azokat az ideg testéhez. A dendrit fő funkciója a jelek érzékelése és továbbítása az egyik idegsejtről a másikra egy külső inger vagy receptor sejtekből..

Az axonok és a dendritek közötti különbség az axon domináns hossza, egyenletesebb kontúr, és az axonból származó ágak nagyobb távolságra indulnak az indulási helytől, mint a dendrit.

az axon mentén az impulzus a dendrit mentén megy a neuronból, az impulzus a neuronba;

Egyetért. Ez a meghatározás pontosabb.!

De mégis :( Ez a kérdés gyakran "felbukkan" a tesztek során :(

Az axonok és a dendritek közötti különbség az axon domináns hossza, egyenletesebb kontúr, és az axonból származó ágak nagyobb távolságra indulnak az indulási helytől, mint a dendrit.

A tudatosság logikája. 2. rész. Dendritikus hullámok

Az előző részben megmutattuk, hogy egy meghatározott belső mintázatú hullámok előfordulhatnak egy celluláris automatában. Az ilyen hullámok bárhol elindíthatók a celluláris automatában, és az automata celláinak egész területén terjedhetnek, és információt továbbíthatnak. Csábító azt javasolni, hogy az igazi agy hasonló elveket alkalmazzon. Az analógia lehetőségének megértése érdekében nézzük meg, hogyan működnek az igazi agy idegsejtjei..

Az agy szürke és fehér anyagból áll. A szürke anyag agyszerkezete, amely neuronokból és gliasejtekből áll. A fehér anyag a neuronok axonjai, idegszálak. Ezek a szálak képezik egyes agyszerkezetek kötéseit másokkal..

A fehér és a szürke anyag eloszlása ​​az agy elülső szakaszában

Az agy központjához közelebb álló struktúrákat általában az ősi agyra hivatkoznak. Az ősi agy összekapcsol minket az állatokkal és végrehajtja az evolúció által finomított mechanizmusokat, amelyek többé-kevésbé általánosak sok élőlényben. Az emberi szürkeanyag nagy része a kéregben található. A kéreg egy 1,3–4,5 mm vastag szürkeanyag réteg, amely alkotja az agy külső felületét. Számos érv támasztja alá azt a tényt, hogy a kéreg, az ősi agytól eltérően, nem valósít meg genetikai alapú algoritmusokat, hanem képes tanulni és önszerveződni.

A fő agysejtek neuronok és gliasejtek. Úgy tűnik, hogy mindkettő jelentős szerepet játszik az információs folyamatokban. A történet egyszerűsítése érdekében egyelőre csak az idegsejtekről fogunk beszélni. A gliasejtekről való beszélgetést egy ideig elhalasztják..

A neuronok sokféle típusúak. A kéreg legtömegebb neuronjai a piramis idegsejtek. Ezek a cortex összes neuronjának 75% -át teszik ki. Az alábbi ábra azokat mutatja.

A piramis ideg szerkezete, fekete - dendrit, szürke - axon, vonalzó - 0,1 mm (Braitenberg, 1978)

A legtöbb neuronnak van egy test, egy dendritikus fa és egy axon. Mind az axon, mind a dendrit erősen elágazó és bonyolult struktúrát alkot, sok összefonódik más neuronok dendritjeivel és axonjaival. Az axonok és dendritek összefonódásának bonyolultságára és összetettségére vonatkozó általános ötlet például videó segítségével.

A neuron általános konfigurációját jól szemlélteti a klasszikus Wikipedia kép..

A neurontestek, dendritük és a gliasejteket körülvevő axonok szorosan össze vannak csomagolva, csak szűk rések maradnak szabadon. Ezeket a réseket komplex oldattal töltik ki, amelynek jelentős részét elektrolitok képezik (főleg kálium-, kalcium-, nátrium- és klórionok). A csomagolási sűrűség látható és kiértékelhető egy kis kéregmennyiség rekonstrukciója alatt.

A neuron felületét membránnak nevezzük. A membrán feladata, hogy megvédje a neuron belső környezetét a külsőtől. Ugyanakkor hatalmas mennyiségű fehérje épül be a membránba. Néhányan áthatolnak a membránon, és érintkezésbe kerülnek a neuron külső és belső környezetével. Az ilyen fehérjéket transzmembránnak nevezzük (az alábbi ábra).

A transzmembrán fehérjék különböző funkciókat látnak el. Ha a fehérjék részt vesznek az ionok szállításában a sejtbe vagy a sejtből, és ezt folyamatosan megteszik, akkor ezek ionszivattyúk. Az ionok szállításához a fehérjék ioncsatornákat hoznak létre. Az ioncsatornák külső vezérlésűek lehetnek, vagyis bizonyos jelekkel nyithatók és zárhatók. Ha a csatornát a membránpotenciál vezérli, akkor feszültségfüggő ioncsatornákról beszélünk.

Ha egy fehérje a neuronon kívüli bármely anyaggal reagál, és ezt a reakciót valamilyen módon átviszi a neuronba, akkor ezeket a fehérjéket receptoroknak nevezzük. Egy adott receptorra ható anyagot ligandumnak nevezünk. Ha a receptornak olyan ioncsatornája van, amely egy ligandum hatására megnyílik, akkor ezt a receptort ionotropnak nevezik. Ha a receptornak nincs ioncsatornája, és körkörös módon hat a neuron állapotára, akkor ez egy metabotróp receptor.

A receptorok és más fehérjék nem koncentrálódnak valahol egy helyre, hanem eloszlanak az ideg teljes felületén. A kéreg középső idegsejtének körülbelül 10 000 szinapszise van eloszlva a dendritén és a testén. Minden szinapszison több száz receptor található.

A neuron belső és külső környezete között nyugalmi helyzetben van potenciális különbség - a membránpotenciál körülbelül 70 millivolt. Úgy képződik, hogy az protein szivattyúként működő fehérjemolekulák működnek. Típusuktól függően az ionszivattyúk megváltoztatják az ionok arányát a cellán belül és belül. Az első típusú szivattyúk megváltoztatják a kálium- és nátriumionok arányát, a második típusú - eltávolítja a kalciumionokat a sejtből, a harmadik típusú - protonok kiürülnek. Ennek eredményeként a membrán polarizálódik, amelyben negatív töltés halmozódik fel a sejt belsejében, pozitív töltés pedig kívülről.

Az axonok dendritekkel vagy neurontestekkel való érintkezési pontjait szinapszisnak nevezzük. A szinapszis fő típusa a kémiai szinapszis.

Amikor az axon mentén fellépő idegi impulzus belép a szinapszisba, az erre a szinapszisra jellemző neurotranszmitter molekulákat szabadítja fel a speciális vezikulákból. A jelet fogadó neuron membránján fehérjemolekulák - receptorok vannak. A receptorok kölcsönhatásba lépnek a neurotranszmitterekkel. A szinaptikus hasadékban elhelyezkedő receptorok ionotropok, vagyis ioncsatornák is, amelyek képesek az ionok szállítására. A neurotranszmitterek úgy hatnak a receptorokra, hogy ioncsatornáik kinyílnak. Ennek megfelelően a membrán depolarizált vagy hiperpolarizált, attól függően, hogy mely csatornákat érinti, és ennek megfelelően milyen típusú szinapszis. Az gerjesztõ szinapszisban a csatornák nyitva vannak, elsõsorban a kationok jutnak a sejtbe, és a membrán depoliarizálódik. A gátló szinapszisban olyan csatornák nyílnak, amelyek eltávolítják a kationokat a sejtből, ami membrán hiperpolarizációjához vezet.

A neuron membránjának polarizációja úgy néz ki, mintha az ionok felhalmozódnának a membrán relatív közelében (az alábbi ábra).

Amikor a receptorok ioncsatornái megnyílnak, és megkezdődik az ioncserék a környezettel, akkor csak a neuron felületén található a receptorok, és a polarizáció megváltozik. A membrán kis részét másképp töltik meg, mint a teljes környezetet.

Ha az gerjesztő receptorok működtek, akkor a megfelelő helyen lévő hely depolarizálódik, azaz a potenciálja nagyobb lesz, mint az átlag az idegmembránon. Ha ez a depolarizáció eléri a kritikus értéket, akkor egy tüske lép fel, amely elkezdi terjedni a membrán mentén.

A tüske előfordulása és terjedése a feszültségtől függő ioncsatornák felelős. Ezeket nem neurotranszmitterek, hanem a membránpotenciál nagysága szabályozza. Például egy axon esetében a következők vannak.

Amikor a potenciál kritikus értékre emelkedik, nátriumcsatornák nyílnak, amelyek pozitív töltésű nátriumionokat vezetnek a sejtbe. Ennek megfelelően a potenciál ezen a helyen növekszik, mint egy lavina. De egy bizonyos ponton a kálium-függő feszültségfüggő csatornák bekapcsolnak. Elkezdenek eltávolítani a pozitív töltésű káliumionokat a sejtből kívülre, ezáltal csökkentve a membránpotenciált. Ennek eredményeként rövid távú helyi potenciál-túlfutás lép fel. Aztán jön a tűzálló időszak, amikor ez a hely érzéketlen a potenciálváltozásokra. Azonban az erőteljes túlfeszültség a szomszédos helyek potenciáljának kevésbé erős növekedéséhez vezet. Túl van a küszöbérték és a túlfeszültség megszületik. Ennek eredményeként az akciós potenciál vagy egyéb módon a tüske az axon teljes hosszában terjed.

A tüske terjedése egy önálló reprodukciós folyamat. Egy tüske, amely egy helyen keletkezett, arra kényszeríti a szomszédos helyeket, hogy előállítsák a tüskét, és így tovább. Ez egyébként hasonlít egy egyszerű celluláris automatára, hasonlóan az előző részben leírtakhoz. Az egyik helyen keletkezett tüske minden irányba elterül ettől a helytől. De ha a tüske nem ezen a helyen merült fel, hanem kívülről jött, akkor a tűzálló időszak miatt csak akkor terjedhet oda, ahol még nem volt.

A mielin hüvelygel bevont axonokban az akciós potenciál kissé eltérő módon terjed. A mielin hüvely nem engedi a tüske terjedését, másrészt viszont jól izolálja az idegrostokat. Ennek eredményeként elektromos jel továbbításra kerül a szigetelt részen belül, mintha kábellel. Ezután egy szigetelt területen, a lehallgatás során új tüske jön létre. Az ilyen „ugrások” következtében a mielinnel bevont vastag tengelyeknél az idegimpulzus átviteli sebessége sokkal nagyobb, mint az ilyen hüvely nélküli idegrostokban.

A dendritekben vannak potenciálfüggő ioncsatornák is, és az akciós potenciál továbbterjedhet azok mentén, például az axon mentén. Az axon tüskék amplitúdója 100 mV, a dendrit tüskék amplitúdója valamivel alacsonyabb. Az axon-rendellenességek a dendritikus dombon lévő neuron testén fordulnak elő. Onnan tovább terjednek az axon mentén. Az axonhüvelyben a gerjesztés kiterjedhet a dendritekre is, ebben az esetben dendritikus adhéziók lépnek fel, amelyek jelzik a visszaterjedést az axon akciós potenciál szempontjából.

Dendritikus adhéziók közvetlenül a dendritben is előfordulhatnak. Ez megköveteli, hogy rövid időtartam alatt (3-10 ms nagyságrendű) sok szinaptikus gerjesztés forduljon elő a dendrit kis részén. Például, ha a szakasz hossza 100 μm, és az időintervallum 3 ms, akkor körülbelül 50 szinapszis működni fog, így egy dendritikus tüske jelenik meg. Érdemes figyelembe venni, hogy körülbelül 200 szinapszis található egy ilyen helyen. Az összes szinapszis egynegyedének szinkron aktivitása mesterséges gerjesztéssel "in vitro" érhető el. Nehéz megmondani, hogy ez lehetséges-e az élő szövetekben.

A tüske terjedése nem az egyetlen dendrit-specifikus információátviteli mechanizmus. Kimutatták, hogy a dendritek kábeltulajdonságai vannak. A dendrit-ág egy olyan kábellel illeszthető, amelynek belső ellenállása, szivárgási ellenállása és felületi kapacitása van. Bár a dendrit ellenállása nagyon nagy, és a szivárgások szignifikánsak, ennek ellenére az izgalmas posztszinaptikus potenciálokból származó áramok jelentős hatással lehetnek a neuron általános állapotára. Feltételezhető, hogy ezen áramok szerepe különösen jelentős kis távolságokon, például egy dendritikus fa ugyanazon ágán belül..

Mind az axon, mind a dendritikus ágak vékony csövek. A tüske terjedése mentén a gyűrű alakú depolarizáció elmozdulása. De az adhéziók meglehetősen energiaigényes jelenségek. Ráadásul vannak gyengébb, de masszív jelek. Időnként az idegtudósok azt mondják, hogy a neuronok alapvetően nem kiabálnak egymásra (vagyis tüskékre), hanem suttognak.

Vissza a kémiai szinapszishoz. Egy axon mentén terjedő idegimpulzus számos axonvégződést elér. A legtöbb terminál érintkezést hoz létre a dendritekkel. Ezek kémiai szinapszisok. A terminál elérése után a tüske a neurotranszmitterek masszív felszabadulását okozza a szinaptikus hasadékban. A neurotranszmittereket speciális vezikulumokba (vezikulákba) csomagolják. Az egyik vezikuláció több ezer molekulát tartalmaz.

A tüske megjelenése egy tucat buborékból álló neurotranszmitterek hatalmas felszabadulását okozza. Az egyik szinaptikus vezikulában található neurotranszmitterek dózisát a neurotranszmitter kvantumának nevezzük.

Amellett, hogy az axoncsúcs megérkezésekor a neurotranszmitterek nagy mennyiségben felszabadulnak, létezik az úgynevezett kvantumkibocsátás is, amikor csak egy neurotranszmitterrel rendelkező vezikulum szabadul fel. Ezenkívül a kvantitatív aktivitás nem függ össze az idegsejtek indukált aktivitásával, amelyek magukban foglalják a szinapszist és attól függetlenül fordulnak elő.

A szinapszis közelében végzett mérések azt mutatják, hogy 1 mV vagy többszörös amplitúdójú izgalmas posztszinaptikus potenciálok időről időre rögzülnek az egyes szinapsák melletti membránon. Úgy gondolják, hogy az ilyen kicsi posztszinaptikus potenciálok pontosan kapcsolódnak a neurotranszmitterek kvantumkibocsátásához.

Amikor a neurotranszmittereket a szinaptikus hasadékba engedik, a mediátorok egy része a szinaptikus hasadékon kívül esik, és elterjed az idegsejtek által létrehozott térben és az őket körülvevő gliasejtekben. Ezt a jelenséget átterjedésnek nevezik. Ezen túlmenően a nem szinaptikus axonvégződések és a gliasejtek neurotranszmittereket bocsátanak ki (lásd az alábbi ábrát).

A szinaptikus hasadékon kívüli mediátorok forrásai (Sykova E., Mazel T., Vagrova L., Vorisek I., Prokopova-Kubinova S., 2000)

Amikor valami történik egy idegrendszer dendritjén, ezt a neurotranszmitterek felszabadulása kíséri. A szinapszison belül a neurotranszmitterek befolyásolják az ionotróp receptorokat, és ennek eredményeként a dendrit membránpotenciáljának lokális változása. Amikor a neurotranszmitterek a szinapszán kívül esnek, mindent befolyásolnak a közvetlen közelében. Nem számít, van-e közvetlen kapcsolat ezen elemek között. Ez összehasonlítható egy tömeg emberrel. A tömegben élő emberek párosulhatnak és beszélgethetnek egymással, de nem csak a beszélgetőpartnerek, hanem a legközelebbi szomszédaik is hallják ezeket a beszélgetéseket.

A szinapszisokról is el kell mondani, hogy nem egyetlen neurotranszmitter, hanem egy bizonyos koktél tárolódik szinaptikus vezikuláiban. Általános szabály, hogy ez egy fő neurotranszmitter és több további neuropeptid keveréke, amelyeket neuromodulátoroknak nevezünk. Így a szivárgás egy sor jelző anyagot dob ​​ki a szinapszisból. Az azonos típusú különböző neuronoknak lehet közös fő neurotranszmittere, de ugyanakkor a további.

A legtöbb szinapszis - számuk körülbelül háromnegyedén - gerincnek nevezett kicsi folyamatokon helyezkedik el. A tüskék elmozdítják a szinapszist a dendrittől, és a térben olyan szinapszis eloszlást hoznak létre, hogy a különböző dendritek szinapsái össze vannak keverve.

A piramis cella dendrit helyének rekonstrukciója. A piros szinapszis a tüskékön, a kék a dendritikus törzsön van megjelölve (Dr. Kristen M. Harris)

Ha 5 μm hosszúságú dendrit metszetet veszünk fel (lent az ábra), akkor tíz szinapszis sorrendje lesz. Egyes neuronok dendritikus ágai szorosan összefonódnak más neuronok ágaival. Mindegyik elhalad egymástól a közvetlen közelében. Körülbelül 100 szinapszis henger alakú, 5 mikron magas és 5 mikron átmérőjű esik. Ez tízszer nagyobb, mint az az összeg, amely közvetlenül a dendritikus ágon található.

Dendrit hely (Braitenberg V., Schuz A., 1998)

Ennek eredményeként a szinapszis az extrasynapticus környezet számára véletlenszerűen elosztott neurotranszmitterek forrásainak rendszerét képezi. A szinapszisban bekövetkező bármilyen tevékenység okozza a neurotranszmitterek megjelenését az őket körülvevő térben. Ha több szomszédos szinapszis egyidejűleg aktívvá válik valahol, akkor egy ilyen helyen koktél keletkezik a mediátorok közül, amelyek ezekből a szinapszákból álltak ki.

Ha bármilyen helyet elfoglalsz, akkor másfél mikrométer sugarú környéken egymáshoz közel 10 szinapszis lesz. Legtöbbjük különféle dendritekhez tartozik. Ha megfigyeli, hogy a neurotranszmitterek milyen kombinációi jelennek meg ezen a helyen, kiderül, hogy a „koktél” összetétele felhasználható pontosan az összes aktív szinapszis megmondására..

Adhat példát. Képzelje el, hogy 10 bár található a környéken. Összesen több száz sör van. Mindössze 3 sört palackoznak. A bárban egyszer a csapos véletlenszerűen választotta ki ezeket a fajtákat, és most csak önti őket. Körbejár több bárral, három különféle sört iszik, és magához hord magának kartonpoharat, szemüveget, amelynek neve a sör. Ennek eredményeként a kartondobozok kombinálásával szinte mindig a felesége képes lesz meghatározni, melyik bárban látogatott.

A szinapszisán kívüli neurotranszmitterek saját specifikus mechanizmussal rendelkeznek, amely lehetővé teszi a neuronok munkájának befolyásolását. A dendrit és a neuron testfelületén nagy mennyiségben találhatóak a metabotropikus receptorok. Ezeknek a receptoroknak nincs ioncsatornája, és nem tudják közvetlenül befolyásolni egy neuron membránpotenciálját. A membrán belsejében ezek a receptorok az úgynevezett G-proteinhez kapcsolódnak. Ezért gyakran így hívják - G-protein kapcsolt receptorok (GPCR). Amikor a metabotropikus receptorokat ligandumuk aktiválja, felszabadítják a G-fehérjét, és ez hatással van a sejt belső állapotára.

A G-fehérjéknek a sejtre gyakorolt ​​hatása kétféle (az alábbi ábra). Az első esetben a G-fehérjék közvetlenül kapcsolódnak a legközelebbi ioncsatornákhoz, kinyitják vagy bezárják azokat, ami ennek megfelelően megváltoztatja a membránpotenciált. A második esetben a G-fehérjék olyan enzimekhez kötődnek, amelyek megindítják a másodlagos hírvivők munkáját. A szekunder intracelluláris mediátorok bevonása a receptorok hatékonyságának többszörös növekedését eredményezi. A másodlagos közvetítők által okozott változások lassúak, ugyanakkor globálisan megváltoztathatják az egész cella állapotát.

Az ionotropikus receptorok munkáját gyors interakciónak nevezzük. A membránpotenciál megváltoztatása csak egy milliszekundum nagyságrendű időt igényel. A metabotropikus receptorok munkáját általában lassú kölcsönhatásoknak nevezik. Másodlagos közvetítők bevonásával a cellában bekövetkező változások másodpercről órára tarthatnak. A metabotróp ioncsatorna-receptorok közvetlen irányítása sokkal gyorsabb és időben összehasonlítható a gyors kölcsönhatással.

Ha közelebbről megvizsgáljuk a metabotróp receptort, kiderül, hogy hét transzmembrán doménvel és két szabad véggel rendelkezik (lent az ábra).

Metabotróp receptor szerkezete

A szabad végek miatt a szomszédos receptorok összekapcsolódhatnak, dimereket hozva létre (az alábbi ábra). A dimerek viszont egyesítik a recepciós klasztereket. A receptorok amin- és karboxil-végei egyfajta „tépőzáras rögzítőként” játszanak szerepet, amelyek az elektrosztatikus „tapadás miatt” különféle összetételű receptorcsoportokat képezhetnek. Mivel a biológiai rendszerekben nincs semmi véletlen, feltételezhető, hogy a különféle metabotropikus receptorokból álló klaszterek kialakulása bizonyos jelentéssel bír. Ha feltételezzük, hogy a receptorcsoport nem reagál a neurotranszmitterekre, mindegyik receptoronként, hanem egyetlen mechanizmusként, akkor ezt a reakciót összehasonlíthatjuk a szomszédos szinapszisok átterjedése során képződött anyagok bizonyos kombinációinak detektálásával..

A receptorok csoportosítása. Az A egyetlen receptor és kölcsönhatása a környező receptorokkal. B jelentése egy monomer receptor molekula. C egy recepciós dimer. D - két monomer kombinációja az érintkező (E) és a Raman (F) dimerben. (Radchenko, 2007)

A neuronok munkájában részt vevő összes mechanizmust nem fentebb ismertették. De ez már elegendő ahhoz, hogy felismerjük, hogy egy igazi neuron nem csak sokkal bonyolultabb, mint a formális párja. Az igazi neuron valami teljesen más. Úgy tűnik, hogy az idegi hálózatok emberi találmányok, amelyek természetükben nem rendelkeznek közvetlen analógokkal. Amikor egy mesterséges idegi hálózat képes bármilyen gyakorlati probléma megoldására, úgy tűnik, hogy az analógiát az agyakkal nem a neuronok és a kapcsolatok szintjén kell levonni, hanem azoknak az algoritmikus elveknek a szintjén, amelyeket ez a hálózat megvalósít.

Térjünk vissza a celluláris automatákhoz és a lehetséges biológiai analógia kérdéséhez. Az információ továbbításában részt vevő elem szerepének megszerzéséhez a jelöltnek több követelménynek kell megfelelnie:

  • A jelöltnek legalább két különálló államnak kell lennie;
  • Lehetőséget kell biztosítani arra, hogy állapotukról információkat továbbítsanak a szomszédoknak;
  • Létre kell hozni egy olyan mechanizmust, amely lehetővé teszi a jelölt számára állapotának megváltoztatását a szomszédok tevékenysége által létrehozott minta hatására;
  • Létre kell hozni egy mechanizmust, amely szelektíven reagál a különféle környező mintákra;
  • Az információ átadásának elég gyorsnak kell lennie, hogy megfeleljen az agy ritmusának;
  • Mivel feltételezik, hogy a mintázathullám-mechanizmusnak minden alkalommal nagyszámú elemet be kell vonnia az átvitelbe, az egyes elemek energiaköltségeinek minimálisnak kell lenniük.

Különböző időpontokban különféle jelölteket vettem figyelembe a biológiai analógok szerepére. Az agyra jellemző mechanizmusok bősége lehetővé teszi, hogy szinte mindegyik, amely a kéregben található, hipotetikus indoklással szolgáljon arra, hogy miért lehet ez a sejt-automata elemeinek analógja. Most hajlamos vagyok azt hinni, hogy a legmegfelelőbb jelölt a dendritikus fák vékony ága.

A dendritikus fák ágai természetesen a neuronok szerves részét képezik, és részt vesznek a munka általános mechanizmusában. Ez azonban nem akadályozza meg az egyedi tulajdonságok megmutatását és egyes helyzetekben autonóm elemeinek lenni..

Amikor miniatűr izgalmas posztszinaptikus potenciál merül fel egy ágon, akkor ez kábelként eloszlik az ág hosszában. Feltételezhető, hogy az elektromos jel terjesztése minimális neurotranszmittereket bocsát ki az ehhez az ághoz tartozó egyes szinapszisokból. Ebben az esetben az emisszió nem befolyásolja a dendrit membránpotenciálját, hanem elsősorban a szinapszisén túllép. Kívülről nézve a neurotranszmitterek állandó szivárgásaként fog kinézni. Az az állapot, amelyben egy elektromos jel áthalad a dendriten, az elem aktív állapotának nevezhető. A körülötte lévő dendrit ág működésének pillanatában feltehetően neurotranszmitterek felhő jön létre. A felhő mindegyik helyén a koktél összetétele egyedi, és a legközelebbi szinapszis határozza meg.

A kéreg mindegyik helyén körülbelül egy tucat szinapszis található a különböző dendritektől. Ha egyidejűleg több dendrit aktív, akkor bizonyos helyeken a neurotranszmitterek ezen kombinációjára specifikus koktél keletkezik. Ha egy metabotróp receptorral rendelkező dendrit érzékeny erre a koktélra egy ilyen helyen, akkor egy ilyen dendrit izgalmas potenciált kaphat és aktív állapotba kerülhet.

Elvileg nem nehéz összeállítani a celluláris automata biológiai analógját egy ilyen konstruktorból. Mivel a miniatűr posztszinaptikus lehetőségekről és a neurotranszmitterek kvantumkibocsátásáról van szó, egy ilyen transzfer energiája rendkívül alacsony lesz.

A celluláris automatában az egyedi minták létrehozásához véletlenszerű kezdeti állapotválasztást és az automata elemek memóriáját kellett elvégezni a számukra ismert mintákhoz képest. Ez abból a tényből fakad, hogy a celluláris automata eredetileg tiszta és homogén volt. Az ismételt heterogenitás előfordulásához a gépnek véletlenszerűségre és memóriára volt szüksége. A dendritekkel kissé érdekesebb a helyzet. A dendritikus ágak kezdetben erősen összefonódnak, és teljesen véletlenszerű módon. Az ilyen heterogenitás valójában már kész memória. Ez a memória lehetővé teszi bármilyen jel érzékelését és a szövés szerkezete által meghatározott válasz adását. Sőt, a válasz megismételhető. Olyan, mint egy hash-függvény, amely eredményt szolgáltat, amely nem feltétlenül világos, de ugyanazon bemeneti jelnél mindig ugyanaz.
Egyszerűsítve így néz ki. Hozzon létre egy minta több ágból a helyi területen. Valahol a helyi terület mennyiségében vannak olyan helyek, ahol ezek az ágak áthaladnak egymás mellett. A tőlük kibocsátott neurotranszmitterek „koktélokat” hoznak létre. Ha a „koktélok” közelében vannak dendritikus ágak, amelyeken a megfelelő receptor megjelenik ezen a helyen, akkor egy ilyen ág aktiválódik.

Vagyis maga a véletlenszerű szövés rendszer már magában foglal egy mechanizmust a tevékenység bármilyen kombinációjának folytatására. Ez kényelmes, mivel potenciálisan nem igényel további memóriát azon túlmenően, amely már benne rejlik az összefonódás káoszában. De egy ilyen tervnek csak lokális időbeli stabilitása van. Ha a dendritek vagy tüskék konfigurációja megváltozik, akkor az összes kapott minta gyűrődhet. Feltételezhető, hogy ha az agy valóban egy ilyen mechanizmust választott, akkor léteznie kell olyan rendszereknek, amelyek biztosítják a használt minták stabilitását, optimalizálják azok eloszlását és minimalizálják a terjedési hibák valószínűségét. Lehetséges, hogy a dendritikus fákban bekövetkező változások, valamint a tüskék számával és formájával kapcsolatos változások visszhangzik az ilyen optimalizáláshoz.

A leírt feltételezések szemléltetésére Anton Morozov 3D méretarányos modellt készített, amelyben a hullámokat reprodukálja a dendritikus ágak mintázata alapján. A modellben az ágakat 50 μm hosszú vékony csövekkel helyettesítették, ami megfelel a dendritikus ág átlagos hosszának. Ugyanazon sűrűségű dendrit-halmozódással, mint a valódi kéregben, megjelenik valami, amint az az alábbi ábrán látható.

A kezdeti kompakt ágmintázat be van állítva. A modellben az ágaknak nincs saját memóriájuk. Azok az ágak aktiválódnak, amelyeknél a véletlenszerű kapcsolatok geometriája ezt megszabja. Ennek megfelelően az aktív ágak bármilyen véletlenszerű mintája a geometria által előre meghatározott folytatási mintát hoz létre. Egy új minta szül a következővel, és így tovább. Az alábbiakban bemutatunk néhány szimulációs lépést..

Ne vizsgálja meg az információfeldolgozáshoz kapcsolódó mély jelentőségű dendritikus hullámok terjedésének leírt mechanizmusát. Valójában csak bemutattunk egy lehetséges mechanizmust a diszkrét információ továbbítására a kéreg térében és az agyszerkezetek között. Mellesleg, fogalmában hasonló a digitális információ továbbításának mechanizmusához a számítógépekben használt adatbuszokon keresztül. Az adatbusz funkciója nullákból és egyekből álló minták továbbítása a számítógép összes csomópontjához. Az adatsín egy kicsit egyszerűbb, mintázata a buszon bárhol megmutatkozik. De elméletileg elképzelhető egy számítógép, amelyben az adatbusz bitjele megváltozik, amikor az egyik csomópontról a másikra mozog. Ha ebben az esetben megfigyelhető a vett kódok egyértelmű megfelelése, akkor könnyű adaptálni a számítógépes csomópontokat az ilyen információkkal való együttműködésre. De ne becsülje alá a kapott modellt. Továbbá megmutatjuk, hogy ennek a modellnek a fejlesztése lenyűgöző eredményeket hoz..

A neuron felépítése: axonok és dendritek

Az idegrendszer legfontosabb eleme egy idegsejt vagy egyszerű neuron. Ez az idegszövet egy speciális egysége, amely részt vesz az információk továbbításában és elsődleges feldolgozásában, és amely a központi idegrendszer fő szerkezeti kialakulása. Általános szabály, hogy a sejtek szerkezetének univerzális alapelvei vannak, és a test mellett a neuronok axonjait és a dendriteket is tartalmazzák.

Általános információ

A központi idegrendszer idegsejtjei a legfontosabb elemei az ilyen típusú szövetekben, képesek feldolgozni, továbbítani és rendes elektromos impulzusok formájában információt létrehozni. A funkciótól függően az idegsejtek:

  1. A receptor érzékeny. A testük az idegek érzékeny csomópontjain helyezkedik el. Jelek fogadása, impulzusokká alakítása és továbbítása a központi idegrendszerbe.
  2. Közepes, asszociatív. A központi idegrendszerben helyezkedik el. Feldolgozza az információkat és vegyen részt a csapatok fejlesztésében.
  3. Motor. A testek a központi idegrendszerben és az autonóm csomókban helyezkednek el. Impulzusokat küldhet a dolgozó testületeknek.

Általában szerkezetükben három jellegzetes szerkezetük van: test, axon, dendritek. E részek mindegyike sajátos szerepet tölt be, amelyet később tárgyalunk. A dendritek és az axonok a legfontosabb elemek az információk gyűjtésében, továbbításában.

Egy neuron axonjai

Az axonok a leghosszabb folyamatok, amelyek hossza akár több métert is elérhet. Fő funkciójuk az információ átadása az idegtest testéből a központi idegrendszer más sejtjeire vagy az izomrostokra, amikor a motoros neuronokról van szó. Az axonokat általában egy speciális fehérjével, az úgynevezett mielinnel vonják be. Ez a fehérje szigetelő anyag, és elősegíti az idegrostok mentén történő információátadás sebességét. Mindegyik axonnak jellemző a mielin eloszlása, amely fontos szerepet játszik a kódolt információ átviteli sebességének szabályozásában. A neuronok axonjai leggyakrabban egyetlenek, ami a központi idegrendszer működésének általános alapelveivel társul.

Ez érdekes! A tintahal axonvastagsága eléri a 3 mm-t. Gyakran a sok gerinctelen állatban zajló folyamatok felelősek a veszélyes viselkedésért. Az átmérő növekedése befolyásolja a reakció sebességét..

Mindegyik axon az úgynevezett terminális ágakkal ér véget - specifikus képződmények, amelyek közvetlenül továbbítják a jelet a testből más formációkhoz (neuronok vagy izomrostok). Általában a terminális ágak szinapszákat képeznek - az idegszövet speciális struktúráit, amelyek biztosítják az információ továbbítását különböző vegyi anyagok vagy neurotranszmitterek segítségével.

A vegyszer egyfajta közvetítő, amely részt vesz az impulzusok továbbításának erősítésében és modulálásában. A terminális ágak kicsi axonágak, mielőtt egy másik idegszövethez kapcsolódnának. Egy ilyen szerkezeti tulajdonság javítja a jelátvitelt és hozzájárul az egész központi idegrendszer hatékonyabb működéséhez.

Tudja, hogy az emberi agy 25 milliárd neuront tartalmaz? Ismerje meg az agy felépítését.

Itt olvashat az agykéreg funkcióiról..

A neuron dendritek

A neurondendritek több idegrosta, amelyek információgyűjtőként működnek, és közvetlenül továbbítják az idegsejt testébe. Leggyakrabban a cella sűrűn elágazó dendritikus folyamatokkal rendelkezik, ami jelentősen javíthatja a környezeti információk gyűjtését..

A kapott információ elektromos impulzássá alakul és a dendriten keresztül továbbjut a neuron testéhez, ahol primer feldolgozáson megy keresztül, és tovább továbbadható az axon mentén. A dendritek általában szinapszisokkal kezdődnek - speciális képződmények, amelyek az információ átvitelére szakosodtak neurotranszmitterek segítségével.

Fontos! A dendritikus fa elágazása befolyásolja a neuron által befogadott bemeneti impulzusok számát, ami lehetővé teszi nagy mennyiségű információ feldolgozását.

A dendritikus folyamatok nagyon elágazóak, egy teljes információs hálózatot alkotnak, amely lehetővé teszi a sejt számára, hogy nagy mennyiségű adatot kapjon a környező sejtektől és más szövetképződményektől.

Érdekes! A dendritkutatás korszaka 2000-re esik, amelyet a molekuláris biológia terén elért gyors előrehaladás jellemez..

A test vagy a neuron harcsa központi elem, amely az információk gyűjtésének, feldolgozásának és további továbbításának a helye. Általános szabály, hogy a sejttest döntő szerepet játszik bármilyen adat tárolásában és megvalósításában egy új elektromos impulzus generálásával (az axonhegyen fordul elő).

A test egy idegsejtmag tárolóhelye, amely támogatja az anyagcserét és a szerkezeti integritást. Ezenkívül a harcsa más sejtes organellákat is tartalmaz: mitokondriumok - energiát biztosítanak az egész neuron számára, az endoplazmatikus retikulum és a Golgi készülék, amelyek különböző fehérjék és más molekulák előállításának gyárai..

Valóságunkat az agy hozza létre. Minden szokatlan tény a testünkről..

Tudatunk anyagi szerkezete az agy. További információ itt található.

Mint fentebb említettük, az idegsejt test axonális tekercset tartalmaz. Ez a szoma egy speciális része, amely képes elektromos impulzust generálni, amelyet továbbít az axonhoz, és tovább a cél felé: ha izomszövetre vonatkozik, akkor összehúzódási jelet kap, ha egy másik neuronhoz, akkor minden információ átadódik. Olvassa el.

A neuron a központi idegrendszer legfontosabb szerkezeti és funkcionális egysége, amely minden fő funkcióját ellátja: az idegimpulzusokba kódolt információk létrehozása, tárolása, feldolgozása és továbbadása. A neuronok jelentősen különböznek a soma méretében és alakjában, az axon és a dendritikus elágazások számában és természetében, valamint a myelin eloszlásának sajátosságaiból a folyamatokban.