بين الخلايا العصبية في الدماغ. طرق إنشاء اتصالات عصبية وتدريب الدماغ البشري - كما تعتقد، كذلك سوف تفعل

يوتيوب الموسوعي

1 / 5

✪ المشابك الكيميائية العصبية

✪ الخلايا العصبية

✪ سر الدماغ . جزء ثان. الواقع تحت رحمة الخلايا العصبية.

✪ كيف تحفز الرياضة نمو الخلايا العصبية في الدماغ؟

✪ هيكل الخلايا العصبية

ترجمات

الآن نحن نعرف كيف تنتقل النبضات العصبية. دع كل شيء يبدأ بإثارة التشعبات، على سبيل المثال، هذا النمو للجسم العصبي. الإثارة تعني فتح القنوات الأيونية الغشائية. من خلال القنوات، تدخل الأيونات إلى الخلية أو تتدفق خارج الخلية. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تثبيط، ولكن في حالتنا تعمل الأيونات كهربائيا. فهي تغير الجهد الكهربائي على الغشاء، وهذا التغيير في منطقة الرابية المحورية قد يكون كافياً لفتح قنوات أيونات الصوديوم. تدخل أيونات الصوديوم الخلية، وتصبح الشحنة موجبة. يؤدي هذا إلى فتح قنوات البوتاسيوم، لكن هذه الشحنة الموجبة تنشط مضخة الصوديوم التالية. تعود أيونات الصوديوم إلى الخلية، وبالتالي يتم نقل الإشارة بشكل أكبر. والسؤال هو ماذا يحدث عند تقاطع الخلايا العصبية؟ اتفقنا على أن كل شيء بدأ بإثارة التشعبات. كقاعدة عامة، مصدر الإثارة هو خلية عصبية أخرى. سوف ينقل هذا المحور أيضًا الإثارة إلى خلية أخرى. يمكن أن تكون خلية عضلية أو خلية عصبية أخرى. كيف؟ هنا محطة محور عصبي. وهنا قد يكون هناك تشعبات لخلية عصبية أخرى. هذه خلية عصبية أخرى لها محور عصبي خاص بها. التغصنات متحمس. كيف يحدث هذا؟ كيف يمكن للنبضة من محور عصبي واحد أن تنتقل إلى شجيرات أخرى؟ من الممكن الانتقال من محور عصبي إلى محور عصبي، أو من التشعبات إلى التشعبات، أو من محور عصبي إلى جسم الخلية، ولكن في أغلب الأحيان ينتقل الدافع من المحور العصبي إلى التشعبات العصبية. دعونا نلقي نظرة فاحصة. نحن مهتمون بما يحدث في جزء الصورة الذي سأضعه في إطار. تقع محطة المحور العصبي والتغصنات للخلية العصبية التالية في الإطار. إذن هذه هي المحطة المحورية. انها تبدو شيئا من هذا القبيل تحت التكبير. هذه هي المحطة المحورية. هذا هو محتواه الداخلي، وبجانبه التغصنات من الخلايا العصبية المجاورة. هذا هو الشكل الذي تبدو عليه التغصنات العصبية للخلية العصبية المجاورة عند التكبير. هذا ما يوجد داخل الخلية العصبية الأولى. يتحرك جهد الفعل عبر الغشاء. أخيرًا، في مكان ما على الغشاء الطرفي للمحور العصبي، تصبح الإمكانات داخل الخلايا إيجابية بما يكفي لفتح قناة الصوديوم. إنه مغلق حتى وصول إمكانات العمل. هذه هي القناة. يسمح بدخول أيونات الصوديوم إلى الخلية. هذا هو المكان الذي يبدأ كل شيء. تغادر أيونات البوتاسيوم الخلية، ولكن طالما بقيت الشحنة الموجبة، يمكنها فتح قنوات أخرى، وليس فقط قنوات الصوديوم. توجد قنوات الكالسيوم في نهاية المحور العصبي. سأرسمه باللون الوردي. وهنا قناة الكالسيوم. عادة ما يكون مغلقًا ولا يسمح بمرور أيونات الكالسيوم ثنائية التكافؤ. هذه قناة تعتمد على الجهد. مثل قنوات الصوديوم، فإنها تنفتح عندما تصبح الإمكانات داخل الخلايا إيجابية بما فيه الكفاية، مما يسمح لأيونات الكالسيوم بالدخول إلى الخلية. تدخل أيونات الكالسيوم ثنائية التكافؤ إلى الخلية. وهذه اللحظة مفاجئة. هذه هي الكاتيونات. هناك شحنة موجبة داخل الخلية بسبب أيونات الصوديوم. كيف يصل الكالسيوم إلى هناك؟ يتم إنشاء تركيز الكالسيوم باستخدام مضخة أيون. لقد تحدثت بالفعل عن مضخة الصوديوم والبوتاسيوم، وهناك مضخة مماثلة لأيونات الكالسيوم. هذه هي جزيئات البروتين المدمجة في الغشاء. الغشاء هو فسفوليبيد. يتكون من طبقتين من الدهون الفوسفاتية. مثله. يبدو هذا أشبه بغشاء خلية حقيقي. هنا الغشاء أيضًا ذو طبقتين. وهذا واضح بالفعل، ولكنني سأوضحه في حالة حدوث ذلك. توجد أيضًا مضخات الكالسيوم هنا، والتي تعمل بشكل مشابه لمضخات الصوديوم والبوتاسيوم. تستقبل المضخة جزيء ATP وأيون الكالسيوم، وتقسم مجموعة الفوسفات من ATP وتغير شكلها، مما يدفع الكالسيوم إلى الخارج. تم تصميم المضخة لضخ الكالسيوم خارج الخلية. يستهلك طاقة ATP ويوفر تركيزًا عاليًا من أيونات الكالسيوم خارج الخلية. وفي حالة الراحة، يكون تركيز الكالسيوم في الخارج أعلى بكثير. عند حدوث جهد الفعل، تنفتح قنوات الكالسيوم وتتدفق أيونات الكالسيوم من الخارج إلى نهاية المحور العصبي. هناك، ترتبط أيونات الكالسيوم بالبروتينات. والآن دعونا نتعرف على ما يحدث في هذا المكان. لقد ذكرت بالفعل كلمة "المشبك". نقطة الاتصال بين محور عصبي والتغصنات هي المشبك. وهناك المشبك. ويمكن اعتباره المكان الذي تتصل فيه الخلايا العصبية ببعضها البعض. وتسمى هذه الخلية العصبية قبل المشبكي. سأكتبها. تحتاج إلى معرفة الشروط. قبل المشبكي. وهذا هو ما بعد المشبكي. بعد المشبكي. والمسافة بين هذا المحور والتغصنات تسمى الشق التشابكي. شق متشابك. إنها فجوة ضيقة جدًا جدًا. الآن نحن نتحدث عن المشابك الكيميائية. عادة، عندما يتحدث الناس عن المشابك العصبية، فإنهم يقصدون تلك الكيميائية. هناك أيضًا أجهزة كهربائية لكننا لن نتحدث عنها الآن. نحن نعتبر المشبك الكيميائي العادي. وفي المشبك الكيميائي، تبلغ هذه المسافة 20 نانومتر فقط. ويبلغ عرض الخلية في المتوسط ​​10 إلى 100 ميكرون. الميكرون يساوي 10 أس ستة متر. هنا 20 على 10 أس سالب تسعة. وهذه فجوة ضيقة جدًا عند مقارنة حجمها بحجم الخلية. توجد حويصلات داخل الطرف المحوري للخلية العصبية قبل المشبكي. وترتبط هذه الحويصلات بغشاء الخلية من الداخل. هذه هي الفقاعات. لديهم غشاء دهني ثنائي الطبقة خاص بهم. الفقاعات عبارة عن حاويات. يوجد الكثير منهم في هذا الجزء من الخلية. أنها تحتوي على جزيئات تسمى الناقلات العصبية. سأريهم باللون الأخضر. الناقلات العصبية داخل الحويصلات. أعتقد أن هذه الكلمة مألوفة لك. تعمل العديد من أدوية الاكتئاب والمشاكل العقلية الأخرى بشكل خاص على الناقلات العصبية. الناقلات العصبية الناقلات العصبية داخل الحويصلات. عندما تفتح قنوات الكالسيوم ذات بوابات الجهد، تدخل أيونات الكالسيوم إلى الخلية وترتبط بالبروتينات التي تحتفظ بالحويصلات. يتم الاحتفاظ بالحويصلات على الغشاء قبل المشبكي، أي هذا الجزء من الغشاء. يتم تثبيتها في مكانها بواسطة بروتينات مجموعة SNARE. بروتينات هذه العائلة هي المسؤولة عن اندماج الأغشية. هذا ما هي هذه البروتينات. ترتبط أيونات الكالسيوم بهذه البروتينات وتغير شكلها بحيث تسحب الحويصلات بالقرب من غشاء الخلية بحيث تندمج أغشية الحويصلات معها. دعونا نلقي نظرة فاحصة على هذه العملية. بعد أن يرتبط الكالسيوم ببروتينات عائلة SNARE الموجودة على غشاء الخلية، فإنها تسحب الحويصلات بالقرب من الغشاء قبل المشبكي. وهنا زجاجة. هذه هي الطريقة التي يذهب بها الغشاء قبل المشبكي. وهي متصلة ببعضها البعض عن طريق بروتينات عائلة SNARE، التي تجذب الحويصلة إلى الغشاء وتقع هنا. وكانت النتيجة اندماج الغشاء. يؤدي هذا إلى دخول الناقلات العصبية من الحويصلات إلى الشق التشابكي. هذه هي الطريقة التي يتم بها إطلاق الناقلات العصبية في الشق التشابكي. وتسمى هذه العملية خروج الخلايا. تترك الناقلات العصبية سيتوبلازم الخلية العصبية قبل المشبكي. من المحتمل أنك سمعت عن أسمائها: السيروتونين، الدوبامين، الأدرينالين، وهو هرمون وناقل عصبي. النوربينفرين هو أيضًا هرمون وناقل عصبي. ربما يكون كل منهم مألوفًا لك. يدخلون الشق التشابكي ويرتبطون بالهياكل السطحية لغشاء الخلية العصبية بعد المشبكي. الخلايا العصبية بعد المشبكي. لنفترض أنهم يرتبطون هنا، وهنا وهنا ببروتينات خاصة على سطح الغشاء، ونتيجة لذلك يتم تنشيط القنوات الأيونية. يحدث الإثارة في هذا التغصنات. لنفترض أن ارتباط الناقلات العصبية بالغشاء يؤدي إلى فتح قنوات الصوديوم. تفتح قنوات الصوديوم في الغشاء. إنهم يعتمدون على جهاز الإرسال. وبسبب فتح قنوات الصوديوم تدخل أيونات الصوديوم إلى الخلية، ويتكرر كل شيء مرة أخرى. تظهر فائض من الأيونات الموجبة في الخلية، وينتشر هذا الجهد الكهربي إلى منطقة تلة المحور العصبي، ثم إلى الخلية العصبية التالية، مما يحفزها. هكذا تحدث الامور. يمكن القيام به بشكل مختلف. لنفترض أنه بدلاً من فتح قنوات الصوديوم، ستفتح قنوات أيونات البوتاسيوم. في هذه الحالة، سوف تتدفق أيونات البوتاسيوم على طول تدرج التركيز. تغادر أيونات البوتاسيوم السيتوبلازم. سأريهم المثلثات. بسبب فقدان الأيونات الموجبة الشحنة، ينخفض ​​الجهد الإيجابي داخل الخلايا، مما يجعل من الصعب توليد جهد الفعل في الخلية. آمل أن يكون هذا واضحا. لقد بدأنا متحمسين. يتم توليد إمكانات الفعل، ويتدفق الكالسيوم، وتدخل محتويات الحويصلات إلى الشق التشابكي، وتفتح قنوات الصوديوم، ويتم تحفيز العصبون. وإذا تم فتح قنوات البوتاسيوم، سيتم تثبيط الخلية العصبية. هناك عدد كبير جدًا جدًا من المشابك العصبية. هناك تريليونات منهم. يُعتقد أن القشرة الدماغية وحدها تحتوي على ما بين 100 و500 تريليون مشبك عصبي. وهذا مجرد اللحاء! كل خلية عصبية قادرة على تشكيل العديد من المشابك العصبية. في هذه الصورة، يمكن أن تكون نقاط الاشتباك العصبي هنا، وهنا، وهنا. مئات وآلاف المشابك العصبية في كل خلية عصبية. مع خلية عصبية واحدة، أخرى، ثالثة، رابعة. عدد هائل من الاتصالات... ضخم. الآن ترى مدى تعقيد كل ما يتعلق بالعقل البشري. أتمنى أن تجد هذا مفيدا. ترجمات من قبل مجتمع Amara.org

هيكل الخلايا العصبية

جسم الخلية

يتكون جسم الخلية العصبية من البروتوبلازم (السيتوبلازم والنواة)، ويحدها من الخارج غشاء من طبقة ثنائية الدهون. تتكون الدهون من رؤوس محبة للماء وذيول كارهة للماء. يتم ترتيب الدهون بحيث تواجه ذيولها الكارهة للماء بعضها البعض لتشكل طبقة كارهة للماء. تسمح هذه الطبقة بمرور المواد القابلة للذوبان في الدهون فقط (مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون). توجد بروتينات على الغشاء: على شكل كريات على السطح، يمكن من خلالها ملاحظة نمو السكريات (الجليكوكالكس)، والتي بفضلها تدرك الخلية تهيجًا خارجيًا، وبروتينات متكاملة تخترق الغشاء، والتي من خلالها القنوات الأيونية تقع.

تتكون الخلية العصبية من جسم يتراوح قطره من 3 إلى 130 ميكرون. يحتوي الجسم على نواة (مع عدد كبير من المسام النووية) وعضيات (بما في ذلك ER الخام عالي التطور مع الريبوسومات النشطة، وجهاز جولجي)، بالإضافة إلى العمليات. هناك نوعان من العمليات: التشعبات والمحاور. تحتوي الخلية العصبية على هيكل خلوي متطور يخترق عملياتها. يحافظ الهيكل الخلوي على شكل الخلية؛ وتعمل خيوطه بمثابة "قضبان" لنقل العضيات والمواد المعبأة في الحويصلات الغشائية (على سبيل المثال، الناقلات العصبية). يتكون الهيكل الخلوي للخلية العصبية من ألياف ذات أقطار مختلفة: الأنابيب الدقيقة (D = 20-30 نانومتر) - تتكون من بروتين توبولين وتمتد من الخلية العصبية على طول المحور العصبي، حتى النهايات العصبية. الخيوط العصبية (D = 10 نانومتر) - مع الأنابيب الدقيقة توفر نقل المواد داخل الخلايا. الخيوط الدقيقة (D = 5 نانومتر) - تتكون من بروتينات الأكتين والميوسين، وتظهر بشكل خاص في العمليات العصبية المتنامية وفي الخلايا الدبقية العصبية. الدبقية العصبية، أو ببساطة الدبقية (من اليونانية القديمة νεῦρον - الألياف، العصب + γлία - الغراء)، هي عبارة عن مجموعة من الخلايا المساعدة للأنسجة العصبية. يشكل حوالي 40% من حجم الجهاز العصبي المركزي. ويبلغ عدد الخلايا الدبقية في المتوسط ​​10-50 مرة أكبر من الخلايا العصبية.)

تم الكشف عن جهاز اصطناعي متطور في جسم الخلية العصبية؛ حيث يتم تلوين منطقة ER الحبيبية للخلية العصبية بشكل قاعدي وتُعرف باسم "Tigroid". يخترق الغدة النخامية الأجزاء الأولية من التشعبات، ولكنه يقع على مسافة ملحوظة من بداية المحور العصبي، وهو بمثابة علامة نسيجية للمحور العصبي. تختلف الخلايا العصبية في الشكل وعدد العمليات والوظائف. اعتمادًا على الوظيفة، يتم التمييز بين الحساس والمؤثر (المحرك والإفرازي) والمقحم. تستقبل الخلايا العصبية الحسية المنبهات وتحولها إلى نبضات عصبية وتنقلها إلى الدماغ. المؤثر (من Effectus اللاتيني - الإجراء) - إنشاء وإرسال الأوامر إلى الهيئات العاملة. المقحمون - التواصل بين الخلايا العصبية الحسية والحركية، والمشاركة في معالجة المعلومات وتوليد الأوامر.

هناك فرق بين النقل المحوري التقدمي (بعيدًا عن الجسم) والنقل العكسي (باتجاه الجسم).

التشعبات ومحور عصبي

آلية خلق وتوصيل إمكانات العمل

في عام 1937، قرر جون زاكاري جونيور أن المحور العصبي العملاق للحبار يمكن استخدامه لدراسة الخواص الكهربائية للمحاور. تم اختيار محاور الحبار لأنها أكبر بكثير من المحاور البشرية. إذا قمت بإدخال قطب كهربائي داخل المحور العصبي، يمكنك قياس إمكانات الغشاء.

يحتوي الغشاء المحوري على قنوات أيونية ذات بوابات الجهد. إنها تسمح للمحور بتوليد وتوصيل إشارات كهربائية تسمى جهود الفعل على طول جسمه. يتم إنشاء هذه الإشارات ونشرها بسبب أيونات الصوديوم (Na +) المشحونة كهربائيًا والبوتاسيوم (K +) والكلور (Cl -) والكالسيوم (Ca 2+).

الضغط أو التمدد أو العوامل الكيميائية أو التغيرات في إمكانات الغشاء يمكن أن تنشط الخلايا العصبية. يحدث هذا بسبب فتح القنوات الأيونية التي تسمح للأيونات بعبور غشاء الخلية وبالتالي تغيير جهد الغشاء.

تستخدم المحاور الرقيقة طاقة ومواد أيضية أقل لإجراء جهد الفعل، لكن المحاور السميكة تسمح بإجراء الفعل بسرعة أكبر.

من أجل توصيل جهود الفعل بسرعة أكبر وبقوة أقل، يمكن للخلايا العصبية استخدام خلايا دبقية خاصة تسمى الخلايا الدبقية قليلة التغصن في الجهاز العصبي المركزي أو خلايا شوان في الجهاز العصبي المحيطي لتغطية محاورها العصبية. هذه الخلايا لا تغطي المحاور بالكامل، مما يترك فجوات على المحاور مفتوحة للمواد خارج الخلية. توجد في هذه الفجوات كثافة متزايدة للقنوات الأيونية، وتسمى بعقد رانفييه. تمر إمكانات العمل من خلالها عبر المجال الكهربائي بين الفجوات.

تصنيف

التصنيف الهيكلي

بناءً على عدد وترتيب التشعبات والمحاور العصبية، تنقسم الخلايا العصبية إلى خلايا عصبية عديمة المحاور، وخلايا عصبية أحادية القطب، وخلايا عصبية كاذبة، وخلايا عصبية ثنائية القطب، وخلايا عصبية متعددة الأقطاب (العديد من العرش الجذعية، وعادة ما تكون صادرة).

الخلايا العصبية عديمة المحاور- الخلايا الصغيرة، المتجمعة بالقرب من الحبل الشوكي في العقد الفقرية، والتي لا تحتوي على علامات تشريحية لتقسيم العمليات إلى التشعبات والمحاور العصبية. جميع عمليات الخلية متشابهة جدًا. الغرض الوظيفي للخلايا العصبية عديمة المحاور غير مفهوم جيدًا.

الخلايا العصبية أحادية القطب- خلايا عصبية ذات عملية واحدة، موجودة على سبيل المثال في النواة الحسية للعصب ثلاثي التوائم في الدماغ المتوسط. يعتقد العديد من علماء التشكل أن الخلايا العصبية أحادية القطب لا توجد في جسم البشر والفقاريات العليا.

الخلايا العصبية متعددة الأقطاب- خلايا عصبية ذات محور عصبي واحد وعدة تشعبات. يسود هذا النوع من الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي.

الخلايا العصبية الكاذبة- فريدة من نوعها. تمتد إحدى العمليات من الجسم، الذي ينقسم فورًا على شكل حرف T. يتم تغطية هذا الجهاز المفرد بأكمله بغمد المايلين وهو من الناحية الهيكلية محور عصبي، على الرغم من أن الإثارة لا تنتقل من أحد الفروع، بل إلى جسم الخلية العصبية. من الناحية الهيكلية، التشعبات هي فروع في نهاية هذه العملية (المحيطية). ومنطقة الزناد هي بداية هذا التفرع (أي أنها تقع خارج جسم الخلية). تم العثور على مثل هذه الخلايا العصبية في العقد الشوكية.

التصنيف الوظيفي

الخلايا العصبية واردة(حساسة أو حسية أو مستقبلية أو جاذبة). تشمل الخلايا العصبية من هذا النوع الخلايا الأولية للأعضاء الحسية والخلايا الكاذبة القطبية، التي تحتوي تشعباتها على نهايات حرة.

الخلايا العصبية الصادرة(المستجيب أو المحرك أو المحرك أو الطرد المركزي). تشمل الخلايا العصبية من هذا النوع الخلايا العصبية النهائية - الإنذار وقبل الأخير - غير الإنذار.

الخلايا العصبية الرابطة(مقحم أو بين العصبونات) - تتواصل مجموعة من الخلايا العصبية بين الخلايا العصبية الصادرة والواردة، وهي مقسمة إلى متطفلة وصوارية وإسقاطية.

الخلايا العصبية الإفرازية- الخلايا العصبية التي تفرز مواد نشطة للغاية (الهرمونات العصبية). لديهم مجمع جولجي متطور، وينتهي المحور العصبي عند المشابك العصبية المحورية.

التصنيف المورفولوجي

البنية المورفولوجية للخلايا العصبية متنوعة. يتم استخدام عدة مبادئ لتصنيف الخلايا العصبية:

• تأخذ في الاعتبار حجم وشكل الجسم العصبي.
• عدد وطبيعة تفرع العمليات؛
• طول محور عصبي ووجود أغلفة متخصصة.

وفقًا لشكل الخلية، يمكن أن تكون الخلايا العصبية كروية، أو حبيبية، أو نجمية، أو هرمية، أو كمثرية، أو مغزلية، أو غير منتظمة، وما إلى ذلك. ويتراوح حجم جسم الخلية العصبية من 5 ميكرومتر في الخلايا الحبيبية الصغيرة إلى 120-150 ميكرومتر في الخلايا العملاقة. الخلايا العصبية الهرمية.

بناءً على عدد العمليات، يتم تمييز الأنواع المورفولوجية التالية من الخلايا العصبية:

• الخلايا العصبية أحادية القطب (مع عملية واحدة)، موجودة، على سبيل المثال، في النواة الحسية للعصب ثلاثي التوائم في الدماغ المتوسط؛
• الخلايا الكاذبة القطبية المتجمعة بالقرب من الحبل الشوكي في العقد الفقرية.
• الخلايا العصبية ثنائية القطب (تحتوي على محور عصبي واحد وتغصن واحد)، وتقع في الأعضاء الحسية المتخصصة - شبكية العين، والظهارة الشمية والبصلة، والعقد السمعية والدهليزية؛
• الخلايا العصبية متعددة الأقطاب (تحتوي على محور عصبي واحد وعدة تشعبات)، وهي السائدة في الجهاز العصبي المركزي.

تطور ونمو الخلايا العصبية

لا تزال مسألة الانقسام العصبي مثيرة للجدل حاليًا. وفقا لإحدى النسخ، تتطور الخلية العصبية من خلية طليعية صغيرة، والتي تتوقف عن الانقسام حتى قبل أن تطلق عملياتها. يبدأ المحور العصبي بالنمو أولاً، وتتشكل التشعبات لاحقًا. في نهاية عملية نمو الخلية العصبية، تظهر سماكة تشق طريقها عبر الأنسجة المحيطة. ويسمى هذا السماكة بمخروط نمو الخلية العصبية. وهو يتألف من جزء مسطح من عملية الخلايا العصبية مع العديد من الأشواك الرفيعة. يبلغ سمك الشبيكات الصغيرة 0.1 إلى 0.2 ميكرومتر ويمكن أن يصل طولها إلى 50 ميكرومتر؛ ويبلغ عرض وطول المنطقة الواسعة والمسطحة لمخروط النمو حوالي 5 ميكرومتر، على الرغم من أن شكلها يمكن أن يختلف. الفراغات بين الأشواك الدقيقة لمخروط النمو مغطاة بغشاء مطوي. تكون المسامير الدقيقة في حركة مستمرة - بعضها يتراجع إلى مخروط النمو، والبعض الآخر يستطيل، وينحرف في اتجاهات مختلفة، ويلمس الركيزة ويمكن أن يلتصق بها.

يمتلئ مخروط النمو بحويصلات غشائية صغيرة، متصلة ببعضها البعض، ذات شكل غير منتظم. تحت المناطق المطوية من الغشاء وفي العمود الفقري توجد كتلة كثيفة من خيوط الأكتين المتشابكة. يحتوي مخروط النمو أيضًا على الميتوكوندريا والأنابيب الدقيقة والخيوط العصبية، المماثلة لتلك الموجودة في الجسم العصبي.

تتمدد الأنابيب الدقيقة والألياف العصبية بشكل رئيسي بسبب إضافة وحدات فرعية مركبة حديثًا في قاعدة عملية الخلايا العصبية. وهي تتحرك بسرعة حوالي ملليمتر واحد في اليوم، وهو ما يتوافق مع سرعة النقل المحوري البطيء في الخلية العصبية الناضجة. نظرًا لأن متوسط ​​​​سرعة تقدم مخروط النمو هو نفسه تقريبًا، فمن الممكن أنه أثناء نمو عملية الخلايا العصبية، لا يحدث تجميع ولا تدمير الأنابيب الدقيقة والألياف العصبية في نهايتها البعيدة. تتم إضافة مادة غشاء جديدة في النهاية. مخروط النمو هو منطقة للإخراج السريع والالتقام الخلوي، كما يتضح من الحويصلات العديدة الموجودة هنا. يتم نقل الحويصلات الغشائية الصغيرة على طول عملية الخلايا العصبية من جسم الخلية إلى مخروط النمو مع تيار من النقل المحوري السريع. يتم تصنيع المادة الغشائية في جسم الخلية العصبية، ويتم نقلها إلى مخروط النمو على شكل حويصلات ويتم دمجها هنا في غشاء البلازما عن طريق الإخراج الخلوي، وبالتالي إطالة عملية الخلية العصبية.

عادة ما يسبق نمو المحاور والتشعبات مرحلة من الهجرة العصبية، عندما تتفرق الخلايا العصبية غير الناضجة وتجد موطنًا دائمًا.

خصائص ووظائف الخلايا العصبية

ملكيات:

• وجود فرق الجهد عبر الغشاء(حتى 90 مللي فولت)، يكون السطح الخارجي موجبًا كهربائيًا مقارنة بالسطح الداخلي.
• حساسية عالية جداًلبعض المواد الكيميائية والتيار الكهربائي.
• القدرة على الإفراز العصبي، أي تخليق وإطلاق مواد خاصة (الناقلات العصبية) في البيئة أو الشق التشابكي.

• استهلاك عالي للطاقة، مستوى عالٍ من عمليات الطاقة، مما يتطلب تدفقًا مستمرًا لمصادر الطاقة الرئيسية - الجلوكوز والأكسجين، الضروريين للأكسدة.

المهام:

• وظيفة الاستلام(المشابك العصبية هي نقاط اتصال؛ نتلقى المعلومات على شكل نبضة من المستقبلات والخلايا العصبية).
• وظيفة تكاملية(معالجة المعلومات، ونتيجة لذلك، يتم إنشاء إشارة عند مخرج الخلية العصبية، وتحمل المعلومات من جميع الإشارات المجمعة).
• وظيفة الموصل(تتدفق المعلومات من الخلية العصبية على طول المحور العصبي في شكل تيار كهربائي إلى المشبك).
• وظيفة النقل(النبض العصبي، الذي يصل إلى نهاية محور عصبي، وهو بالفعل جزء من بنية المشبك، يؤدي إلى إطلاق وسيط - ناقل مباشر للإثارة إلى خلية عصبية أخرى أو عضو تنفيذي).

أنظر أيضا

ملحوظات

1. ويليامز آر دبليو، هيروب ك. التحكم في الخلايا العصبية عدد. (باللغة الإنجليزية) // المراجعة السنوية لعلم الأعصاب. - 1988. - المجلد. 11. - ص 423-453. - DOI:10.1146/annurev.ne.11.030188.002231. - بميد 3284447.[لتصحيح ]
2. أزيفيدو إف إيه، كارفالهو إل آر، جرينبيرج إل تي، فارفيل جيه إم، فيريتي آر إي، ليتي آر إي، جاكوب فيلهو دبليو، لينت آر، هيركولانو-هوزيل إس.الأعداد المتساوية من الخلايا العصبية وغير العصبية تشكل دماغ الإنسان ودماغًا متطورًا بشكل متساوي القياس. (باللغة الإنجليزية) // مجلة علم الأعصاب المقارن. - 2009. - المجلد. 513، لا. 5 . - ص532-541. - DOI:10.1002/cne.21974. - بميد 19226510.[لتصحيح ]
3. كاميلو جولجي (1873). "سولا ستروتورا ديلا سوستانزا جريجيا ديل سيرفيلو" . جازيتا ميديكا إيطاليانا. لومبارديا. 33 : 244–246.

لقد كتبت جبال من الأدب عن إمكانياتنا التي لا تنضب. إنه قادر على معالجة كمية هائلة من المعلومات التي لا تستطيع حتى أجهزة الكمبيوتر الحديثة التعامل معها. علاوة على ذلك، يعمل الدماغ في الظروف العادية دون انقطاع لمدة 70-80 سنة أو أكثر. وكل عام تزداد مدة حياته، وبالتالي حياة الإنسان.

يتم ضمان الأداء الفعال لهذا العضو المهم والغامض إلى حد كبير من خلال نوعين من الخلايا: الخلايا العصبية والخلايا الدبقية. إنها الخلايا العصبية المسؤولة عن تلقي ومعالجة المعلومات، و.

يمكنك غالبًا أن تسمع أن ذكاء الشخص مضمون بوجود المادة الرمادية. ما هي هذه المادة ولماذا لونها رمادي؟ هذا هو لون القشرة الدماغية التي تتكون من خلايا مجهرية. هذه هي الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية التي تضمن عمل دماغنا والتحكم في جسم الإنسان بأكمله.

كيف تعمل الخلية العصبية؟

تتكون الخلية العصبية، مثل أي خلية حية، من نواة وجسم خلية يسمى السوما. حجم الخلية نفسها مجهري - من 3 إلى 100 ميكرون. ومع ذلك، فإن هذا لا يمنع الخلية العصبية من أن تكون مستودعًا حقيقيًا للمعلومات المختلفة. تحتوي كل خلية عصبية على مجموعة كاملة من الجينات - تعليمات لإنتاج البروتينات. تشارك بعض البروتينات في نقل المعلومات، والبعض الآخر ينشئ غلافًا واقيًا حول الخلية نفسها، والبعض الآخر يشارك في عمليات الذاكرة، والبعض الآخر يوفر تغييرات في الحالة المزاجية، وما إلى ذلك.

حتى حدوث خلل بسيط في أحد برامج إنتاج بروتين معين يمكن أن يؤدي إلى عواقب وخيمة، مثل المرض، والضعف العقلي، والخرف، وما إلى ذلك.

كل خلية عصبية محاطة بغمد واقي من الخلايا الدبقية؛ وهي تملأ فعليًا كامل المساحة بين الخلايا وتشكل 40٪ من مادة الدماغ. تؤدي الخلايا الدبقية أو مجموعة من الخلايا الدبقية وظائف مهمة للغاية: فهي تحمي الخلايا العصبية من التأثيرات الخارجية غير المواتية، وتزود الخلايا العصبية بالمواد المغذية وتزيل فضلاتها.

تحمي الخلايا الدبقية صحة وسلامة الخلايا العصبية، وبالتالي تمنع العديد من المواد الكيميائية الأجنبية من دخول الخلايا العصبية. بما في ذلك الأدوية. ولذلك، فإن فعالية الأدوية المختلفة المصممة لتعزيز نشاط الدماغ لا يمكن التنبؤ بها تمامًا، كما أنها تؤثر على كل شخص بشكل مختلف.

التشعبات والمحاور

على الرغم من تعقيد الخلية العصبية، إلا أنها في حد ذاتها لا تلعب دورا هاما في عمل الدماغ. إن نشاطنا العصبي، بما في ذلك النشاط العقلي، هو نتيجة تفاعل العديد من الخلايا العصبية التي تتبادل الإشارات. يتم استقبال ونقل هذه الإشارات، أو بالأحرى، النبضات الكهربائية الضعيفة، بمساعدة الألياف العصبية.

تحتوي الخلية العصبية على عدة ألياف عصبية قصيرة (حوالي 1 مم) متفرعة - التشعبات، سميت بهذا الاسم بسبب تشابهها مع الشجرة. التشعبات مسؤولة عن استقبال الإشارات من الخلايا العصبية الأخرى. ويعمل المحور العصبي كجهاز إرسال للإشارة. تحتوي الخلية العصبية على ليف واحد فقط، ولكن يمكن أن يصل طولها إلى 1.5 متر. من خلال الاتصال بمساعدة المحاور والتشعبات، تشكل الخلايا العصبية شبكات عصبية كاملة. وكلما كان نظام العلاقات أكثر تعقيدا، كلما كان نشاطنا العقلي أكثر تعقيدا.

عملية الخلايا العصبية

يعتمد النشاط الأكثر تعقيدًا لجهازنا العصبي على تبادل النبضات الكهربائية الضعيفة بين الخلايا العصبية. لكن المشكلة هي أنه في البداية لا يكون محور عصبي لخلية عصبية واحدة والتشعبات لخلية عصبية أخرى؛ بينهما مساحة مليئة بمادة بين الخلايا. وهذا ما يسمى بالشق التشابكي، ولا يمكن للإشارة عبوره. تخيل أن شخصين يتواصلان مع بعضهما البعض وبالكاد يصلان إلى بعضهما البعض.

يتم حل هذه المشكلة بسهولة عن طريق الخلايا العصبية. تحت تأثير تيار كهربائي ضعيف، يحدث تفاعل كهروكيميائي ويتشكل جزيء بروتين، وهو ناقل عصبي. يحجب هذا الجزيء الشق التشابكي، ليصبح بمثابة جسر لمرور الإشارة. تؤدي الناقلات العصبية أيضًا وظيفة أخرى - فهي تربط الخلايا العصبية، وكلما مرت الإشارة في كثير من الأحيان على طول هذه السلسلة العصبية، كلما كان هذا الاتصال أقوى. تخيل فورد عبر النهر. يمشي الشخص على طوله بحجر في الماء، ثم يفعل كل مسافر لاحق الشيء نفسه. والنتيجة هي تحول قوي وموثوق.

يُطلق على هذا الاتصال بين الخلايا العصبية اسم المشبك العصبي، ويلعب دورًا مهمًا في نشاط الدماغ. ويعتقد أنه حتى ذاكرتنا هي نتيجة العمل. توفر هذه الاتصالات سرعة عالية لمرور النبضات العصبية - تتحرك الإشارة على طول سلسلة الخلايا العصبية بسرعة 360 كم / ساعة أو 100 م / ثانية. يمكنك حساب المدة التي تستغرقها الإشارة من إصبعك الذي وخزته بإبرة عن طريق الخطأ للوصول إلى دماغك. هناك لغز قديم: "ما هو أسرع شيء في العالم؟" الجواب: "الفكر". وقد تم ملاحظة ذلك بدقة شديدة.

أنواع الخلايا العصبية

لا توجد الخلايا العصبية في الدماغ فقط، حيث تتفاعل لتشكل الجهاز العصبي المركزي. توجد الخلايا العصبية في جميع أعضاء الجسم، في العضلات والأربطة الموجودة على سطح الجلد. يوجد الكثير منهم بشكل خاص في المستقبلات، أي الأعضاء الحسية. الشبكة الواسعة من الخلايا العصبية التي تتخلل جسم الإنسان بأكمله هي الجهاز العصبي المحيطي، الذي يؤدي وظائف لا تقل أهمية عن الوظيفة المركزية. تنقسم المجموعة الكاملة للخلايا العصبية إلى ثلاث مجموعات رئيسية:

• تتلقى الخلايا العصبية المؤثرة المعلومات من الأعضاء الحسية وتوصيلها إلى الدماغ على شكل نبضات على طول الألياف العصبية. تحتوي هذه الخلايا العصبية على أطول محاور عصبية، حيث يقع جسمها في الجزء المقابل من الدماغ. هناك تخصص صارم، والإشارات الصوتية تصل حصريًا إلى الجزء السمعي من الدماغ، والروائح - إلى الجزء الشمي، والإشارات الضوئية - إلى الجزء البصري، وما إلى ذلك.
• تقوم الخلايا العصبية المتوسطة أو البينية بمعالجة المعلومات الواردة من المؤثرين. بعد تقييم المعلومات، ترسل العصبونات الداخلية أوامر إلى الأعضاء الحسية والعضلات الموجودة في محيط الجسم.
• تنقل الخلايا العصبية الصادرة أو المؤثرة هذا الأمر من الخلايا العصبية المتوسطة على شكل دفعة عصبية إلى الأعضاء والعضلات وما إلى ذلك.

الأكثر تعقيدًا والأقل فهمًا هو عمل العصبونات البينية. فهي مسؤولة ليس فقط عن ردود الفعل الانعكاسية، مثل سحب يدك من مقلاة ساخنة أو الوميض عندما يومض الضوء. توفر هذه الخلايا العصبية عمليات عقلية معقدة مثل التفكير والخيال والإبداع. وكيف يتحول التبادل الفوري للنبضات العصبية بين الخلايا العصبية إلى صور حية وقصص رائعة واكتشافات رائعة ومجرد أفكار حول يوم الاثنين الصعب؟ هذا هو اللغز الرئيسي للدماغ الذي لم يقترب العلماء من حله بعد.

الشيء الوحيد الذي تم اكتشافه هو أن أنواعًا مختلفة من النشاط العقلي ترتبط بنشاط مجموعات مختلفة من الخلايا العصبية. أحلام المستقبل، وحفظ قصيدة، وإدراك شخص عزيز، والتفكير في المشتريات - كل هذا ينعكس في دماغنا على شكل رشقات نارية من نشاط الخلايا العصبية في نقاط مختلفة في القشرة الدماغية.

وظائف الخلايا العصبية

وبالنظر إلى أن الخلايا العصبية هي المسؤولة عن عمل جميع أجهزة الجسم، فإن وظائف الخلايا العصبية يجب أن تكون متنوعة للغاية. علاوة على ذلك، لم يتم توضيحها جميعها بشكل كامل بعد. ومن بين التصنيفات العديدة المختلفة لهذه الوظائف، سنختار التصنيف الأكثر قابلية للفهم والأقرب إلى مشاكل علم النفس.

وظيفة نقل المعلومات

هذه هي الوظيفة الرئيسية للخلايا العصبية، والتي ترتبط بها الخلايا العصبية الأخرى، على الرغم من أنها لا تقل أهمية. هذه الوظيفة نفسها هي أيضًا الأكثر دراسة. تدخل جميع الإشارات الخارجية التي تتلقاها الأعضاء إلى الدماغ، حيث تتم معالجتها. وبعد ذلك، نتيجة لردود الفعل في شكل أوامر نبضية، يتم نقلها على طول الألياف العصبية الصادرة إلى الحواس والعضلات وما إلى ذلك.

يحدث هذا التداول المستمر للمعلومات ليس فقط على مستوى الجهاز العصبي المحيطي، ولكن أيضًا في الدماغ. تشكل الاتصالات بين الخلايا العصبية التي تتبادل المعلومات شبكات عصبية معقدة بشكل لا يصدق. فقط تخيل: هناك ما لا يقل عن 30 مليار خلية عصبية في الدماغ، ويمكن أن تحتوي كل منها على ما يصل إلى 10 آلاف اتصال. في منتصف القرن العشرين، حاول علم التحكم الآلي إنشاء جهاز كمبيوتر إلكتروني يعمل على مبدأ الدماغ البشري. لكنهم فشلوا - تبين أن العمليات التي تحدث في الجهاز العصبي المركزي معقدة للغاية.

وظيفة توفير الخبرة

الخلايا العصبية هي المسؤولة عما نسميه الذاكرة. بتعبير أدق، كما وجد علماء الفسيولوجيا العصبية، فإن الحفاظ على آثار الإشارات التي تمر عبر الدوائر العصبية هو نوع من الآثار الجانبية لنشاط الدماغ. أساس الذاكرة هو نفس جزيئات البروتين - الناقلات العصبية، التي تنشأ كجسور متصلة بين الخلايا العصبية. ولذلك، لا يوجد جزء خاص في الدماغ مسؤول عن تخزين المعلومات. وإذا حدث تدمير للاتصالات العصبية نتيجة للإصابة أو المرض، فقد يفقد الشخص الذاكرة جزئيا.

وظيفة تكاملية

وهذا يضمن التفاعل بين أجزاء مختلفة من الدماغ. "مشاعل" فورية من الإشارات المرسلة والمستقبلة، بؤر الإثارة المتزايدة في القشرة الدماغية - وهذا هو ولادة الصور والأفكار. الروابط العصبية المعقدة التي تربط أجزاء مختلفة من القشرة الدماغية وتخترق المنطقة تحت القشرية هي نتاج نشاطنا العقلي. وكلما كثرت هذه الروابط، كلما كانت الذاكرة أفضل والتفكير أكثر إنتاجية. وهذا يعني، في جوهره، أنه كلما فكرنا أكثر، أصبحنا أكثر ذكاءً.

وظيفة إنتاج البروتين

لا يقتصر نشاط الخلايا العصبية على عمليات المعلومات. الخلايا العصبية هي مصانع البروتين الحقيقية. هذه هي نفس الناقلات العصبية التي لا تعمل فقط بمثابة "جسر" بين الخلايا العصبية، ولكنها تلعب أيضًا دورًا كبيرًا في تنظيم عمل الجسم ككل. يوجد حاليًا حوالي 80 نوعًا من مركبات البروتين هذه تؤدي وظائف مختلفة:

• النورإبينفرين، الذي يُطلق عليه أحيانًا هرمون الغضب أو. فهو يقوي الجسم ويزيد من كفاءته ويجعل القلب ينبض بشكل أسرع ويجهز الجسم للعمل الفوري لدرء الخطر.
• الدوبامين هو المنشط الرئيسي لجسمنا. فهو يشارك في تنشيط جميع الأنظمة، بما في ذلك أثناء الاستيقاظ، أثناء النشاط البدني، ويخلق مزاجًا عاطفيًا إيجابيًا، وحتى النشوة.
• السيروتونين هو أيضًا مادة "مزاج جيد"، على الرغم من أنه لا يؤثر على النشاط البدني.
• الغلوتامات هو جهاز إرسال ضروري لوظيفة الذاكرة، وبدونه يكون تخزين المعلومات على المدى الطويل مستحيلاً.
• يتحكم الأسيتيل كولين في عمليات النوم والاستيقاظ، كما أنه ضروري لتعزيز الانتباه.

تؤثر الناقلات العصبية، أو بتعبير أدق كميتها، على صحة الجسم. وإذا كانت هناك أي مشاكل في إنتاج جزيئات البروتين هذه، فقد تتطور أمراض خطيرة. على سبيل المثال، يعد نقص الدوبامين أحد أسباب مرض باركنسون، وإذا تم إنتاج الكثير من هذه المادة، يمكن أن يتطور مرض انفصام الشخصية. إذا لم يتم إنتاج كمية كافية من الأسيتيل كولين، فقد يحدث مرض الزهايمر المزعج للغاية، والذي يصاحبه الخرف.

يبدأ تكوين الخلايا العصبية الدماغية حتى قبل ولادة الشخص، وطوال فترة النمو بأكملها، يحدث التكوين النشط ومضاعفات الاتصالات العصبية. لفترة طويلة كان يعتقد أن الخلايا العصبية الجديدة لا يمكن أن تظهر عند شخص بالغ، ولكن عملية موتها أمر لا مفر منه. لذلك فإن العقل ممكن فقط بسبب تعقيد الروابط العصبية. وحتى ذلك الحين، فإنهم جميعًا محكوم عليهم بانخفاض قدراتهم العقلية.

لكن الدراسات الحديثة دحضت هذه التوقعات المتشائمة. لقد أثبت العلماء السويسريون أن هناك جزء من الدماغ مسؤول عن ولادة خلايا عصبية جديدة. هذا هو الحصين، وهو ينتج ما يصل إلى 1400 خلية عصبية جديدة كل يوم. ولا يمكننا إلا أن ندرجهم بشكل أكثر نشاطا في عمل الدماغ، وتلقي وفهم معلومات جديدة، وبالتالي إنشاء اتصالات عصبية جديدة وتعقيد الشبكة العصبية.

الدماغ البشري هو الجزء المركزي من الجهاز العصبي. هنا، يتم التحكم في جميع العمليات التي تحدث في الجسم بناءً على المعلومات الواردة من العالم الخارجي.

الخلايا العصبية الدماغية هي وحدات وظيفية هيكلية للأنسجة العصبية تضمن قدرة الكائنات الحية على التكيف مع التغيرات في البيئة الخارجية. يتكون الدماغ البشري من الخلايا العصبية.

وظائف الخلايا العصبية في الدماغ:

• نقل المعلومات حول التغيرات في البيئة الخارجية؛
• تذكر المعلومات لفترة طويلة.
• إنشاء صورة للعالم الخارجي بناء على المعلومات الواردة؛
• تنظيم السلوك الإنساني الأمثل.

كل هذه المهام تخضع لهدف واحد - ضمان نجاح الكائن الحي في النضال من أجل الوجود.

ستناقش هذه المقالة الميزات التالية للخلايا العصبية:

• بناء؛
• العلاقة مع بعضها البعض؛
• أنواع؛
• التطور في فترات مختلفة من حياة الإنسان.

يحتوي النصف الأيسر من الدماغ على 200.000.000 خلية عصبية أكثر من النصف الأيمن.

هيكل الخلية العصبية

الخلايا العصبية في الدماغ لها شكل غير منتظم، يمكن أن تبدو وكأنها ورقة أو زهرة، ولها أخاديد وتلافيفات مختلفة. لوحة الألوان متنوعة أيضًا. يعتقد العلماء أن هناك علاقة بين لون وشكل الخلية والغرض منها.

على سبيل المثال، الحقول المستقبلة للخلايا في منطقة الإسقاط بالقشرة البصرية لها شكل ممدود، وهذا يساعدها على الاستجابة بشكل انتقائي لأجزاء فردية من الخطوط ذات اتجاهات مختلفة في الفضاء.

كل خلية لها جسم وعمليات. تنقسم أنسجة المخ عادة إلى مادة رمادية وبيضاء. تشكل أجسام الخلايا العصبية، إلى جانب الخلايا الدبقية التي توفر الحماية والعزل والحفاظ على بنية الأنسجة العصبية، المادة الرمادية. العمليات، المنظمة في حزم وفقًا لغرضها الوظيفي، هي مادة بيضاء.

نسبة الخلايا العصبية إلى الخلايا الدبقية في البشر هي 1:10.

أنواع البراعم:

• المحاور - لها مظهر ممدود، في النهاية تتفرع إلى أطراف - نهايات عصبية ضرورية لنقل النبضات إلى خلايا أخرى؛
• التشعبات - أقصر من المحاور، ولها أيضا بنية متفرعة؛ ومن خلالها تتلقى الخلية العصبية المعلومات.

بفضل هذا الهيكل، "تتواصل" الخلايا العصبية في الدماغ مع بعضها البعض ويتم دمجها في الشبكات العصبية التي تشكل أنسجة المخ. كل من التشعبات والمحاور تنمو باستمرار. هذه اللدونة للجهاز العصبي تكمن وراء تطور الذكاء.

العصب عبارة عن مجموعة من المحاور العديدة التي تنتمي إلى خلايا عصبية مختلفة.

اتصالات متشابك

يعتمد تكوين الشبكات العصبية على الإثارة الكهربائية، والتي تتكون من عمليتين:

• يحدث إطلاق الإثارة الكهربائية من طاقة التأثيرات الخارجية بسبب الحساسية الخاصة للأغشية الموجودة على التشعبات.
• تحفيز النشاط الخلوي بناءً على الإشارة المستقبلة والتأثير على الوحدات الهيكلية الأخرى للجهاز العصبي.

يتم حساب سرعة الخلايا العصبية بعدة ميلي ثانية.

ترتبط الخلايا العصبية ببعضها البعض من خلال هياكل خاصة - المشابك العصبية. وهي تتكون من أغشية ما قبل المشبكي وما بعد المشبكي، ويوجد بينهما شق متشابك مملوء بالسوائل.

بحكم طبيعة عملها، يمكن أن تكون المشابك العصبية مثيرة أو مثبطة. يمكن أن يكون نقل الإشارة كيميائيًا أو كهربائيًا.

في الحالة الأولى، يتم تصنيع الناقلات العصبية على الغشاء قبل المشبكي، والتي تصل إلى مستقبلات الغشاء بعد المشبكي لخلية أخرى من حويصلات خاصة - حويصلات. بعد تأثيرها، يمكن للأيونات من نوع معين أن تدخل بشكل كبير إلى الخلايا العصبية المجاورة. يحدث هذا من خلال قنوات البوتاسيوم والصوديوم. في الحالة الطبيعية تكون مغلقة، وتوجد أيونات سالبة الشحنة داخل الخلية، وأيونات موجبة الشحنة خارجها. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل فرق الجهد عبر الصدفة. هذه هي إمكانية الراحة. بعد دخول الأيونات المشحونة إيجابيا، يحدث احتمال العمل - دفعة عصبية.

تتم استعادة توازن الخلايا بمساعدة البروتينات المتخصصة - مضخات البوتاسيوم والصوديوم.

خصائص المشابك الكيميائية:

• يتم الإثارة في اتجاه واحد فقط.
• وجود تأخير من 0.5 إلى 2 مللي ثانية أثناء إرسال الإشارة، يرتبط بمدة عمليات إطلاق الوسيط، ونقله، والتفاعل مع المستقبل وتشكيل إمكانات العمل؛
• قد يحدث التعب بسبب استنفاد إمدادات جهاز الإرسال أو ظهور الاستقطاب المستمر للغشاء؛
• حساسية عالية للسموم والأدوية وغيرها من المواد النشطة بيولوجيا.

حاليًا، هناك أكثر من 100 ناقل عصبي معروف. ومن أمثلة هذه المواد الدوبامين والنورإبينفرين والأسيتيل كولين.

يتميز النقل الكهربائي بفجوة متشابكة ضيقة وانخفاض المقاومة بين الأغشية. في هذه الحالة، يؤدي الجهد الناتج على الغشاء قبل المشبكي إلى انتشار الإثارة إلى الغشاء بعد المشبكي.

خصائص المشابك الكهربائية:

• سرعة نقل المعلومات أعلى منها في المشابك الكيميائية؛
• من الممكن إرسال الإشارات في اتجاه واحد وفي اتجاهين (في الاتجاه المعاكس).

هناك أيضًا نقاط اشتباك عصبي مختلطة يمكن من خلالها نقل الإثارة بمساعدة الناقلات العصبية وبمساعدة النبضات الكهربائية.

تتضمن الذاكرة تخزين واستنساخ المعلومات المستلمة. نتيجة للتدريب، تبقى ما يسمى بآثار الذاكرة، وتشكل مجموعاتها engrams - "السجلات". الآلية العصبية هي كما يلي: تمر نبضات معينة عبر السلسلة عدة مرات، وتتشكل تغيرات هيكلية وكيميائية حيوية في المشابك العصبية. هذه العملية تسمى التوحيد. يؤدي الاستخدام المتكرر لنفس جهات الاتصال إلى إنشاء بروتينات محددة - وهي آثار للذاكرة.

ملامح تطور أنسجة المخ

تستمر هياكل الدماغ في التطور حتى سن الثالثة. وتتضاعف كتلة الدماغ بنهاية السنة الأولى من عمر الطفل.

يتم تحديد نضج الأنسجة العصبية من خلال درجة تطور عمليتين:

• الميالين – تشكيل الأغشية العازلة.
• Synaptogenesis - تشكيل اتصالات متشابك.

يبدأ تكون الميالين في الشهر الرابع من الحياة داخل الرحم مع هياكل دماغية "أقدم" تطوريًا مسؤولة عن الوظائف الحسية والحركية. في الأنظمة التي تتحكم في العضلات الهيكلية - قبل وقت قصير من ولادة الطفل، ويستمر بنشاط خلال السنة الأولى من الحياة. وفي المناطق المرتبطة بالوظائف العقلية العليا، مثل التعلم والكلام والتفكير، تبدأ عملية تكون الميالين فقط بعد الولادة.

ولهذا السبب تكون العدوى والفيروسات التي لها تأثير ضار على الدماغ خطيرة بشكل خاص خلال هذه الفترة. يمكن تشبيه ذلك بحادث سيارة: فالاصطدام بسرعة منخفضة سيسبب أضرارًا أقل من السرعة العالية. إذن هنا - التدخل في عملية النضج النشطة يمكن أن يسبب ضررًا هائلاً ويؤدي إلى عواقب وخيمة - الشلل الدماغي أو التخلف العقلي أو التخلف العقلي.

يحدث استقرار الخصائص النفسية والفسيولوجية للفرد في سن 20-25 سنة.

تبدأ عملية تطور الخلية العصبية الفردية بتكوين له نشاط كهربائي محدد. عملياتها، تمتد، تخترق الأنسجة المحيطة وإقامة اتصالات متشابكة. بهذه الطريقة يحدث التعصيب (التحكم) في جميع أعضاء وأنظمة الجسم. يتم التحكم في هذه العملية من خلال أكثر من نصف الجينات البشرية.

تتحد الخلايا في هياكل متصلة خاصة - شبكات عصبية تؤدي وظائف محددة.

أحد الافتراضات العلمية هو أن التسلسل الهرمي لبنية الخلايا العصبية في الدماغ يشبه بنية الكون.

يستمر تطور الخلايا العصبية وتخصصها طوال حياة الشخص. في البالغين والرضع، يكون عدد الخلايا العصبية هو نفسه تقريبا، ولكن طول العمليات وعددها يختلف عدة مرات. يتعلق الأمر بالتعلم وتكوين اتصالات جديدة.

غالبًا ما يتزامن عمر الخلايا العصبية ومضيفها.

أنواع الخلايا العصبية

يؤدي كل عنصر في الجهاز العصبي للدماغ وظيفة محددة. دعونا نلقي نظرة على أنواع معينة من الخلايا العصبية المسؤولة عنها.

المستقبلات

توجد معظم الخلايا العصبية المستقبلة، وتتمثل مهمتها في نقل الإشارة من مستقبلات الأعضاء الحسية إلى الجهاز العصبي المركزي.

قيادة الخلايا العصبية

هنا تتلاقى المسارات من الخلايا الكاشفة، والذاكرة قصيرة المدى وطويلة المدى، ويتم اتخاذ القرار استجابة لإشارة واردة. بعد ذلك، يتم إرسال أمر إلى المناطق الحركية، ويتم تشكيل رد فعل.

المؤثرات

ينقلون إشارة إلى الأعضاء والأنسجة. هذه الخلايا العصبية لها محاور عصبية طويلة. الخلايا العصبية الحركية هي خلايا مؤثرة تشكل محاورها أليافًا عصبية تؤدي إلى العضلات. توجد الخلايا العصبية المستجيبة التي تنظم نشاط الجهاز العصبي اللاإرادي (وهذا يشمل التمثيل الغذائي والتحكم في الأعضاء الداخلية والتنفس ونبض القلب - كل ما يحدث دون تحكم واعي) خارج الدماغ.

متوسط

وتسمى أيضًا خلايا الاتصال أو خلايا الإدراج - وهذه الخلايا هي الرابط بين المستقبلات والمؤثرات.

الخلايا العصبية المرآة

توجد هذه الخلايا العصبية في أجزاء مختلفة من الجهاز العصبي المركزي. يُعتقد أنهم ظهروا بشكل تطوري حتى يستقر الأشبال بشكل أفضل وأسرع في العالم من حولهم.

تم اكتشاف الخلايا نتيجة التجارب على القرود. أخرج الحيوان الطعام من وحدة التغذية باستخدام أدوات خاصة. وعندما فعلت العالمة الشيء نفسه، تبين أن مناطق معينة من القشرة الدماغية قد تم تنشيطها لدى الفرد التجريبي، كما لو أنها هي التي تفعل ذلك بنفسها.

يعتمد التعاطف والمهارات الاجتماعية والتعلم والتكرار والتقليد على عمل الخلايا العصبية المرآتية. تنطبق القدرة على التنبؤ أيضًا على هذه الخلايا.

لقد وجد العلماء أن التخيل الواضح والفعل هما نفس الشيء تقريبًا. تعتمد طريقة العلاج النفسي، مثل التصور، على هذه الفرضية.

تعتبر الخلايا العصبية المرآتية أساس انتقال الطبقة الثقافية من جيل إلى جيل وتوسعها. على سبيل المثال، عند تعلم الرسم، نكرر أولاً الأساليب الموجودة بالفعل، أي أننا نقلد. وبعد ذلك، بناءً على هذه التجربة، يتم إنشاء الأعمال الأصلية.

الخلايا العصبية للحداثة والهوية

تم اكتشاف الخلايا العصبية الجديدة لأول مرة في الضفادع، ثم تم العثور عليها لاحقًا في البشر. تتوقف هذه الخلايا عن الاستجابة للتحفيز المتكرر. على العكس من ذلك، فإن التغيير في الإشارة يثير تفعيلها.

تحدد خلايا الهوية إشارة متكررة، مما يجعل من الممكن إصدار رد فعل تم استخدامه مسبقًا، وأحيانًا حتى قبل التحفيز - استجابة خارج القطبية.

يؤكد عملهم المشترك على الحداثة، ويضعف تأثير المحفزات المألوفة ويحسن الوقت اللازم لتكوين سلوك الاستجابة.

الأمراض المرتبطة بعيوب في الأنسجة العصبية

قد تعتمد العديد من اضطرابات صحة الإنسان على اضطرابات مختلفة في الوصلات العصبية للدماغ.

توحد

يعتقد العلماء أن مرض التوحد يرتبط بالتخلف أو الخلل الوظيفي في الخلايا العصبية المرآتية. لا يستطيع الطفل، الذي ينظر إلى شخص بالغ، فهم سلوك وعواطف شخص آخر والتنبؤ بأفعاله. ينشأ الخوف. رد الفعل الدفاعي هو الانسحاب من الذات.

مرض الشلل الرعاش

سبب ضعف الوظيفة الحركية في هذا المرض هو تلف وموت الخلايا العصبية التي تنتج الدوبامين.

مرض الزهايمر

أحد الأسباب المحتملة هو انخفاض إنتاج الناقل العصبي أستيل كولين. الخيار الثاني هو تراكم لويحات الأميلويد، وهي رواسب بروتينية مرضية، في الأنسجة العصبية.

فُصام

تقول إحدى النظريات أن هناك انقطاعًا في الاتصالات بين خلايا دماغ الشخص المصاب بالفصام. وقد أظهرت الدراسات أن الجينات المسؤولة عن إطلاق الناقلات العصبية في نقاط الاشتباك العصبي لدى هؤلاء الأشخاص لا تعمل بشكل صحيح. نسخة أخرى هي الإفراط في إنتاج الدوبامين. النظرية الثالثة لأصل المرض هي انخفاض سرعة انتقال النبضات العصبية بسبب تلف أغلفة المايلين.

تظهر أمراض التنكس العصبي (المرتبطة بموت الخلايا العصبية) عندما تموت معظم الخلايا، لذلك يبدأ العلاج في مراحل لاحقة. يبدو الشخص بصحة جيدة، ولا توجد أي علامات مرضية، لكن العملية الخطيرة قد بدأت بالفعل. يأتي هذا من حقيقة أن الدماغ البشري مرن للغاية ولديه آليات تعويضية قوية. على سبيل المثال: عندما تموت الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين، تنتج الخلايا المتبقية المزيد من المادة. تزداد أيضًا حساسية الناقل العصبي للخلايا التي تتلقى الإشارة. ولبعض الوقت، تمنع هذه العمليات ظهور أعراض المرض.

في الأمراض الناجمة عن تشوهات الكروموسومات (متلازمة داون، متلازمة ويليامز)، يتم اكتشاف الأنواع المرضية من الخلايا العصبية.

كيفية الحفاظ على صحة الخلايا العصبية

إن الحفاظ على صحة الخلايا العصبية هو مفتاح الحياة السعيدة والقدرة على عيش نمط حياة نشط في سن الشيخوخة. توصياتنا سوف تساعدك في هذا.

1. يساهم النشاط الفكري طوال الحياة في الحفاظ على القدرة على العمل حتى الشيخوخة. من الضروري تحميل الخلايا العصبية وإنشاء روابط عصبية جديدة وتقوية الروابط القديمة وتدريب الدماغ.
2. تحتاج إلى تناول الأطعمة الصحية التي تحتوي على الدهون، لأن غشاء الخلايا العصبية يتكون بشكل أساسي من الدهون - الدهون.
3. - الإكثار من شرب السوائل - فالدماغ يتكون من 75% ماء. لنفس السبب، لا ينبغي تعاطي الكحول، لأنه يجفف الجسم.
4. ولمساعدة الخلايا العصبية في الدماغ على الاستيقاظ في الصباح، من الجيد منحها القليل من الإحماء، على سبيل المثال، حل لغز الكلمات المتقاطعة، أو تذكر بضع كلمات من لغة أجنبية، أو حل مسألة رياضية.
5. تنفس الهواء النقي - يستهلك الدماغ 20% من الأكسجين المستنشق.
6. تعمل التمارين البدنية على تحسين الدورة الدموية في جميع أنحاء الجسم، ويزود الدم الدماغ بالأكسجين.
7. النوم على الأقل 7-9 ساعات يوميا. عندما ننام، يتم تنظيم المعلومات الواردة خلال النهار: يعلم الجميع أن مندليف رأى النظام الدوري للعناصر الكيميائية في المنام. إذا لم يحصل الشخص على قسط كافٍ من الراحة، فسيتم استنفاد موارد الدماغ.

خاتمة

إن مرونة الخلايا العصبية في الدماغ لا تسمح فقط بتنفيذ البرامج المحددة وراثيا، ولكن أيضا لبناء برامج جديدة. وعلى صورة ومثال الجهاز العصبي البشري، يجري العمل في مجال خلق الذكاء الاصطناعي. هناك الكثير من الجدل العلمي حول أخلاقيات وإمكانيات ومخاطر هذه التطورات. يقوم الباحثون حاليًا باستكشاف مفاهيم جديدة لتكوين الوصلات العصبية باستخدام أساليب رياضية متطورة. لا يزال الدماغ البشري يحمل العديد من الألغاز التي لم يكشف عنها العلماء بعد.

حتى وقت قريب، ظل موضوع "عدد الخلايا العصبية في الدماغ البشري" محل بحث ودراسة كافية. يعتقد العلماء أن الدماغ يحتوي على حوالي 100 مليار نواة خلية، وقد تم وصف هذه المعلومات من قبل العديد من الشخصيات العلمية. تم تقديم الدليل على وجود كمية أقل بالفعل من قبل طبيبة الأعصاب البرازيلية سوزان هيركولانو هاوسز.

طريقة جديدة لحساب الخلايا العصبية

الخلايا العصبيةهي الوحدة الهيكلية والوظيفية الرئيسية للنسيج العصبي. هذه الخلايا قادرة على استقبال المعلومات ومعالجتها وترميزها ونقلها وتخزينها، وإقامة اتصالات مع الخلايا الأخرى. تتمثل السمات الفريدة للخلية العصبية في القدرة على توليد تفريغات كهربائية حيوية (نبضات) ونقل المعلومات عبر العمليات من خلية إلى أخرى باستخدام نهايات متخصصة.

يتم تسهيل عمل الخلية العصبية من خلال تخليق المواد المرسلة في محورها العصبي - الناقلات العصبية: الأسيتيل كولين ، والكاتيكولامينات ، وما إلى ذلك.

عدد الخلايا العصبية في الدماغ يقترب من 10 11 . يمكن أن تحتوي الخلية العصبية الواحدة على ما يصل إلى 10000 مشبك عصبي. إذا كانت هذه العناصر تعتبر خلايا تخزين معلومات، فيمكننا أن نصل إلى نتيجة مفادها أن الجهاز العصبي يمكنه تخزين 10 19 وحدة. المعلومات، أي. قادر على احتواء كل المعرفة التي تراكمت لدى البشرية تقريبًا. لذلك فإن فكرة أن دماغ الإنسان يتذكر طوال حياته كل ما يحدث في الجسم وأثناء تواصله مع البيئة فكرة معقولة تمامًا. ومع ذلك، لا يستطيع الدماغ استخراج جميع المعلومات المخزنة فيه.

تتميز هياكل الدماغ المختلفة بأنواع معينة من التنظيم العصبي. تشكل الخلايا العصبية التي تنظم وظيفة واحدة ما يسمى بالمجموعات والمجموعات والأعمدة والنوى.

تختلف الخلايا العصبية في البنية والوظيفة.

حسب الهيكل(اعتمادًا على عدد العمليات الممتدة من جسم الخلية) تتميز أحادي القطب(بعملية واحدة)، ثنائي القطب (بعمليتين) و متعدد الأقطاب(مع العديد من العمليات) الخلايا العصبية.

بواسطة الخصائص الوظيفيةتخصيص وارد(أو دائري) الخلايا العصبية التي تحمل الإثارة من المستقبلات في، صادر, محرك, الخلايا العصبية الحركية(أو الطرد المركزي)، ينقل الإثارة من الجهاز العصبي المركزي إلى العضو المعصب، و إدراج, اتصالأو متوسطالخلايا العصبية التي تربط الخلايا العصبية الواردة والصادرة.

الخلايا العصبية الواردة أحادية القطب، وتقع أجسادها في العقد الشوكية. تكون العملية الممتدة من جسم الخلية على شكل حرف T وتنقسم إلى فرعين، أحدهما يذهب إلى الجهاز العصبي المركزي ويقوم بوظيفة محور عصبي، والآخر يقترب من المستقبلات وهو عبارة عن تغصنات طويلة.

معظم العصبونات الصادرة والوسطى متعددة الأقطاب (الشكل 1). توجد العصبونات الداخلية متعددة الأقطاب بأعداد كبيرة في القرون الظهرية للحبل الشوكي، كما توجد أيضًا في جميع الأجزاء الأخرى من الجهاز العصبي المركزي. ويمكن أيضًا أن تكون ثنائية القطب، على سبيل المثال الخلايا العصبية الشبكية، التي تحتوي على تغصنات قصيرة متفرعة ومحور عصبي طويل. تقع الخلايا العصبية الحركية بشكل رئيسي في القرون الأمامية للحبل الشوكي.

أرز. 1. تركيب الخلية العصبية:

1 - الأنابيب الدقيقة. 2 - عملية طويلة للخلية العصبية (محور عصبي)؛ 3 - الشبكة الإندوبلازمية. 4 - النواة؛ 5 - البلازما العصبية. 6 - التشعبات. 7 - الميتوكوندريا. 8 - النواة. 9 - غمد المايلين. 10- اعتراض رانفييه . 11 - نهاية المحور

الدبقية العصبية

الدبقية العصبية، أو الدبقية- مجموعة من العناصر الخلوية للنسيج العصبي، تتكون من خلايا متخصصة مختلفة الأشكال.

اكتشفه ر. فيرشو وأطلق عليه اسم neuroglia، وهو ما يعني "الصمغ العصبي". تملأ الخلايا الدبقية العصبية المساحة بين الخلايا العصبية، وتشكل 40% من حجم الدماغ. الخلايا الدبقية أصغر حجمًا بمقدار 3-4 مرات من الخلايا العصبية. ويصل عددها في الجهاز العصبي المركزي للثدييات إلى 140 ملياراً. ومع تقدم العمر في دماغ الإنسان، يتناقص عدد الخلايا العصبية، ويزداد عدد الخلايا الدبقية.

لقد ثبت أن الخلايا الدبقية العصبية ترتبط بعملية التمثيل الغذائي في الأنسجة العصبية. تفرز بعض الخلايا الدبقية المواد التي تؤثر على حالة استثارة الخلايا العصبية. وقد لوحظ أنه في الحالات العقلية المختلفة يتغير إفراز هذه الخلايا. ترتبط عمليات التتبع طويلة المدى في الجهاز العصبي المركزي بالحالة الوظيفية للخلايا الدبقية العصبية.

أنواع الخلايا الدبقية

بناءً على طبيعة بنية الخلايا الدبقية وموقعها في الجهاز العصبي المركزي، فإنها تتميز بما يلي:

• الخلايا النجمية (الدبقية النجمية) ؛
• الخلايا الدبقية قليلة التغصن (قلة التغصن) ؛
• الخلايا الدبقية الصغيرة (الخلايا الدبقية الصغيرة) ؛
• خلايا شوان.

تؤدي الخلايا الدبقية وظائف داعمة وقائية للخلايا العصبية. هم جزء من الهيكل. الخلايا النجميةهي الخلايا الدبقية الأكثر عددًا، حيث تملأ الفراغات بين الخلايا العصبية وتغطيها. أنها تمنع انتشار الناقلات العصبية المنتشرة من الشق التشابكي إلى الجهاز العصبي المركزي. تحتوي الخلايا النجمية على مستقبلات للناقلات العصبية، والتي يمكن أن يسبب تنشيطها تقلبات في فرق الجهد الغشائي وتغيرات في عملية التمثيل الغذائي للخلايا النجمية.

تحيط الخلايا النجمية بإحكام بالشعيرات الدموية في الأوعية الدموية في الدماغ، وتقع بينها وبين الخلايا العصبية. وعلى هذا الأساس، يفترض أن الخلايا النجمية تلعب دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي للخلايا العصبية، تنظيم نفاذية الشعيرات الدموية لبعض المواد.

إحدى الوظائف المهمة للخلايا النجمية هي قدرتها على امتصاص أيونات K+ الزائدة، والتي يمكن أن تتراكم في الفضاء بين الخلايا أثناء النشاط العصبي العالي. في المناطق التي تكون فيها الخلايا النجمية متجاورة بإحكام، يتم تشكيل قنوات اتصال فجوية، والتي من خلالها يمكن للخلايا النجمية تبادل الأيونات الصغيرة المختلفة، وعلى وجه الخصوص، أيونات K+، مما يزيد من إمكانية امتصاصها لأيونات K+ بشكل غير منضبط في الفضاء الداخلي يؤدي إلى زيادة في استثارة الخلايا العصبية. وهكذا، فإن الخلايا النجمية، عن طريق امتصاص أيونات K+ الزائدة من السائل الخلالي، تمنع زيادة استثارة الخلايا العصبية وتشكيل بؤر زيادة نشاط الخلايا العصبية. قد يكون ظهور مثل هذه الآفات في دماغ الإنسان مصحوبًا بحقيقة أن الخلايا العصبية تولد سلسلة من النبضات العصبية، والتي تسمى التصريفات المتشنجة.

تشارك الخلايا النجمية في إزالة وتدمير الناقلات العصبية التي تدخل المساحات خارج المشبكي. وبالتالي، فإنها تمنع تراكم الناقلات العصبية في المساحات الداخلية العصبية، مما قد يؤدي إلى ضعف وظائف المخ.

يتم فصل الخلايا العصبية والخلايا النجمية عن طريق فجوات بين الخلايا تبلغ 15-20 ميكرومتر تسمى الفضاء الخلالي. تشغل المساحات الخلالية ما يصل إلى 12-14% من حجم الدماغ. من الخصائص المهمة للخلايا النجمية قدرتها على امتصاص ثاني أكسيد الكربون من السائل خارج الخلية الموجود في هذه المساحات، وبالتالي الحفاظ على استقرارها. الرقم الهيدروجيني للدماغ.

تشارك الخلايا النجمية في تكوين الواجهات بين الأنسجة العصبية وأوعية المخ والأنسجة العصبية والسحايا أثناء نمو وتطور الأنسجة العصبية.

الخلايا قليلة التغصنتتميز بوجود عدد صغير من العمليات القصيرة. واحدة من وظائفهم الرئيسية هي تشكيل غمد المايلين من الألياف العصبية داخل الجهاز العصبي المركزي. وتقع هذه الخلايا أيضًا على مقربة من أجسام الخلايا العصبية، لكن الأهمية الوظيفية لهذه الحقيقة غير معروفة.

الخلايا الدبقية الصغيرةتشكل 5-20% من العدد الإجمالي للخلايا الدبقية وتنتشر في جميع أنحاء الجهاز العصبي المركزي. لقد ثبت أن المستضدات السطحية الخاصة بها مماثلة لمستضدات وحيدات الخلية في الدم. يشير هذا إلى أصلها من الأديم المتوسط، وتغلغلها في الأنسجة العصبية أثناء التطور الجنيني والتحول اللاحق إلى خلايا دبقية صغيرة يمكن التعرف عليها شكلياً. في هذا الصدد، من المقبول عمومًا أن الوظيفة الأكثر أهمية للخلايا الدبقية الصغيرة هي حماية الدماغ. لقد ثبت أنه عند تلف الأنسجة العصبية، يزداد عدد الخلايا البلعمية فيها بسبب بلاعم الدم وتفعيل خصائص البلعمة للخلايا الدبقية الصغيرة. فهي تزيل الخلايا العصبية الميتة، والخلايا الدبقية وعناصرها الهيكلية، والجزيئات الأجنبية المبتلعة.

خلايا شوانتشكيل غمد المايلين من الألياف العصبية الطرفية خارج الجهاز العصبي المركزي. يلتف غشاء هذه الخلية حول نفسه عدة مرات، ويمكن أن يتجاوز سمك غمد المايلين الناتج قطر الألياف العصبية. يبلغ طول الأجزاء المايلينية من الألياف العصبية 1-3 ملم. وفي الفراغات بينهما (عقد رانفييه) تبقى الألياف العصبية مغطاة فقط بغشاء سطحي له استثارة.

ومن أهم خصائص المايلين مقاومته العالية للتيار الكهربائي. ويرجع ذلك إلى المحتوى العالي من السفينغوميلين والدهون الفوسفاتية الأخرى في المايلين، مما يمنحه خصائص عزل التيار. في مناطق الألياف العصبية المغطاة بالمايلين، تكون عملية توليد النبضات العصبية مستحيلة. يتم إنشاء النبضات العصبية فقط في غشاء عقد رانفييه، مما يوفر سرعة أعلى للنبضات العصبية للألياف العصبية المايلينية مقارنة بالألياف العصبية غير المايلينية.

من المعروف أن بنية المايلين يمكن أن تتعطل بسهولة أثناء الأضرار المعدية والإقفارية والصدمات والسامة التي تلحق بالجهاز العصبي. وفي الوقت نفسه، تتطور عملية إزالة الميالين من الألياف العصبية. يتطور إزالة الميالين بشكل خاص في المرضى الذين يعانون من مرض التصلب المتعدد. نتيجة لإزالة الميالين، تنخفض سرعة النبضات العصبية على طول الألياف العصبية، وتنخفض سرعة توصيل المعلومات إلى الدماغ من المستقبلات ومن الخلايا العصبية إلى الأعضاء التنفيذية. وهذا يمكن أن يؤدي إلى اضطرابات في الحساسية الحسية، واضطرابات في الحركة، وتنظيم الأعضاء الداخلية، وغيرها من العواقب الخطيرة.

هيكل ووظيفة الخلايا العصبية

الخلايا العصبية(الخلية العصبية) هي وحدة هيكلية ووظيفية.

يضمن التركيب التشريحي وخصائص الخلية العصبية تنفيذه وظائف رئيسيه: إجراء عملية التمثيل الغذائي، والحصول على الطاقة، وإدراك الإشارات المختلفة ومعالجتها، وتشكيل الاستجابات أو المشاركة فيها، وتوليد وإجراء نبضات عصبية، ودمج الخلايا العصبية في دوائر عصبية توفر أبسط ردود الفعل المنعكسة والوظائف التكاملية العليا للدماغ.

تتكون الخلايا العصبية من جسم الخلية العصبية والعمليات - المحور العصبي والتشعبات.

أرز. 2. هيكل الخلية العصبية

جسم الخلية العصبية

الجسم (بيريكاريون، سوما)تتم تغطية الخلية العصبية وعملياتها بغشاء عصبي. يختلف غشاء جسم الخلية عن غشاء المحور العصبي والتشعبات في محتوى المستقبلات المختلفة والوجود عليها.

يحتوي جسم الخلية العصبية على البلازما العصبية والنواة، والشبكة الإندوبلازمية الخشنة والملساء، وجهاز جولجي، والميتوكوندريا، التي يحدها الأغشية. تحتوي كروموسومات نواة العصبون على مجموعة من الجينات التي تشفر تخليق البروتينات اللازمة لتكوين بنية وتنفيذ وظائف جسم العصبون وعملياته ومشابكه العصبية. هذه هي البروتينات التي تؤدي وظائف الإنزيمات، والناقلات، والقنوات الأيونية، والمستقبلات، وما إلى ذلك. تؤدي بعض البروتينات وظائف أثناء وجودها في البلازما العصبية، والبعض الآخر - من خلال دمجها في أغشية العضيات وعمليات السوما والخلايا العصبية. يتم تسليم بعضها، على سبيل المثال، الإنزيمات اللازمة لتخليق الناقلات العصبية، إلى محطة المحور العصبي عن طريق النقل المحوري. يقوم جسم الخلية بتصنيع الببتيدات الضرورية لحياة المحاور والتشعبات (على سبيل المثال، عوامل النمو). ولذلك، عندما يتضرر جسم الخلية العصبية، تتدهور عملياتها وتدمر. إذا تم الحفاظ على جسم الخلية العصبية، ولكن العملية تضررت، يحدث ترميمها البطيء (التجديد) ويتم استعادة تعصيب العضلات أو الأعضاء المعطوبة.

موقع تخليق البروتين في أجسام الخلايا العصبية هو الشبكة الإندوبلازمية الخشنة (حبيبات تيغرويد أو أجسام نيسل) أو الريبوسومات الحرة. محتواها في الخلايا العصبية أعلى منه في الخلايا الدبقية أو خلايا الجسم الأخرى. في الشبكة الإندوبلازمية الملساء وجهاز جولجي، تكتسب البروتينات شكلها المكاني المميز، ويتم فرزها وتوجيهها إلى تيارات النقل إلى هياكل جسم الخلية، أو التشعبات أو المحور العصبي.

في العديد من الميتوكوندريا في الخلايا العصبية، نتيجة لعمليات الفسفرة التأكسدية، يتم تشكيل ATP، والتي تستخدم طاقتها للحفاظ على حياة الخلية العصبية، وتشغيل مضخات الأيونات والحفاظ على عدم تناسق تركيزات الأيونات على جانبي الغشاء . وبالتالي، تكون الخلية العصبية في استعداد دائم ليس فقط لإدراك الإشارات المختلفة، ولكن أيضًا للرد عليها - مما يؤدي إلى توليد نبضات عصبية واستخدامها للتحكم في وظائف الخلايا الأخرى.

تشارك المستقبلات الجزيئية لغشاء جسم الخلية، والمستقبلات الحسية التي تتكون من التشعبات، والخلايا الحساسة ذات الأصل الظهاري في الآليات التي تستقبل بها الخلايا العصبية الإشارات المختلفة. يمكن للإشارات الصادرة عن الخلايا العصبية الأخرى أن تصل إلى العصبون من خلال العديد من المشابك العصبية المتكونة على التشعبات أو الهلام الخاص بالخلية العصبية.

التشعبات من الخلية العصبية

التشعباتتشكل الخلايا العصبية شجرة شجرية، تعتمد طبيعة التفرع وحجمها على عدد الاتصالات المتشابكة مع الخلايا العصبية الأخرى (الشكل 3). تحتوي التشعبات العصبية للخلية العصبية على آلاف المشابك العصبية التي تشكلها المحاور أو التشعبات الخاصة بالخلايا العصبية الأخرى.

أرز. 3. الاتصالات المتشابكة للعصبون البيني. تُظهر الأسهم الموجودة على اليسار وصول الإشارات الواردة إلى التشعبات وجسم العصبون البيني، على اليمين - اتجاه انتشار الإشارات الصادرة من العصبون البيني إلى الخلايا العصبية الأخرى

يمكن أن تكون المشابك العصبية غير متجانسة سواء في الوظيفة (المثبطة أو المثيرة) أو في نوع الناقل العصبي المستخدم. غشاء التشعبات المشاركة في تكوين المشابك العصبية هو غشاء ما بعد المشبكي، الذي يحتوي على مستقبلات (قنوات أيونية ذات بوابات ليجند) للناقل العصبي المستخدم في مشبك تشابكي معين.

تقع المشابك العصبية الاستثارية (الجلوتاماتية) بشكل رئيسي على سطح التشعبات، حيث توجد ارتفاعات أو نتوءات (1-2 ميكرومتر)، تسمى أشواك.يحتوي غشاء العمود الفقري على قنوات تعتمد نفاذيتها على فرق الجهد عبر الغشاء. توجد رسل ثانوية لنقل الإشارات داخل الخلايا، وكذلك الريبوسومات التي يتم تصنيع البروتين عليها استجابةً لاستقبال الإشارات المتشابكة، في سيتوبلازم التشعبات في منطقة العمود الفقري. لا يزال الدور الدقيق للأشواك غير معروف، ولكن من الواضح أنها تزيد من مساحة سطح الشجرة التغصنية لتشكيل المشابك العصبية. الأشواك هي أيضًا هياكل عصبية لتلقي إشارات الإدخال ومعالجتها. تضمن التشعبات والأشواك نقل المعلومات من المحيط إلى جسم العصبون. يتم استقطاب الغشاء التشعبي المنحرف بسبب التوزيع غير المتماثل للأيونات المعدنية وتشغيل المضخات الأيونية ووجود القنوات الأيونية فيه. تكمن هذه الخصائص في أساس نقل المعلومات عبر الغشاء في شكل تيارات دائرية محلية (إلكترونيًا) تنشأ بين الأغشية بعد المشبكية والمناطق المجاورة للغشاء التشعبي.

عندما تنتشر التيارات المحلية على طول الغشاء التشعبي، فإنها تضعف، ولكنها كافية من حيث الحجم لنقل الإشارات الواردة من خلال المدخلات المتشابكة إلى التشعبات إلى غشاء جسم العصبون. لم يتم بعد تحديد قنوات الصوديوم والبوتاسيوم ذات الجهد الكهربي في الغشاء التغصني. ليس لديها الإثارة والقدرة على توليد إمكانات العمل. ومع ذلك، فمن المعروف أن إمكانات العمل الناشئة على غشاء الرابية المحورية يمكن أن تنتشر على طوله. آلية هذه الظاهرة غير معروفة.

من المفترض أن التشعبات والأشواك هي جزء من الهياكل العصبية المشاركة في آليات الذاكرة. يكون عدد الأشواك مرتفعًا بشكل خاص في التشعبات العصبية في قشرة المخيخ والعقد القاعدية والقشرة الدماغية. تقل مساحة الشجرة التغصنية وعدد المشابك العصبية في بعض مجالات القشرة الدماغية لدى كبار السن.

محور عصبي

محور عصبي -عملية تحدث في الخلية العصبية ولا توجد في خلايا أخرى. على عكس التشعبات، التي يختلف عددها لكل خلية عصبية، تحتوي جميع الخلايا العصبية على محور عصبي واحد. يمكن أن يصل طوله إلى 1.5 متر. عند النقطة التي يخرج فيها المحور العصبي من جسم العصبون، توجد سماكة - تلة محورية، مغطاة بغشاء بلازمي، وسرعان ما يتم تغطيتها بالمايلين. يسمى الجزء من الرابية المحورية غير المغطى بالمايلين بالجزء الأولي. محاور الخلايا العصبية، حتى فروعها الطرفية، مغطاة بغمد المايلين، تتخللها عقد رانفييه - مناطق مجهرية غير ميالينية (حوالي 1 ميكرومتر).

على كامل طول المحور العصبي (الألياف المايلينية وغير المايلينية) يتم تغطيته بغشاء فسفوليبيد ثنائي الطبقة مع جزيئات بروتينية مدمجة تؤدي وظائف النقل الأيوني، والقنوات الأيونية المعتمدة على الجهد، وما إلى ذلك. ويتم توزيع البروتينات بالتساوي في الغشاء من الألياف العصبية غير المايلينية، وفي غشاء الألياف العصبية المايلينية تقع بشكل رئيسي في منطقة اعتراضات رانفييه. نظرًا لأن المحور المحوري لا يحتوي على شبكة خشنة وريبوسومات، فمن الواضح أن هذه البروتينات يتم تصنيعها في جسم العصبون ويتم توصيلها إلى غشاء المحور العصبي عبر النقل المحوري.

خصائص الغشاء الذي يغطي الجسم ومحور العصبون، مختلفة. يتعلق هذا الاختلاف في المقام الأول بنفاذية الغشاء للأيونات المعدنية ويرجع إلى محتوى الأنواع المختلفة. إذا كان محتوى القنوات الأيونية ذات البوابات الليجندية (بما في ذلك أغشية ما بعد المشبكي) هو السائد في غشاء الجسم العصبي والتشعبات، ففي غشاء المحور العصبي، خاصة في منطقة عقد رانفييه، توجد كثافة عالية من الجهد الكهربي- قنوات الصوديوم والبوتاسيوم المسورة.

يحتوي غشاء الجزء الأولي من المحور العصبي على أقل قيمة استقطاب (حوالي 30 مللي فولت). في مناطق المحور العصبي الأكثر بعدًا عن جسم الخلية، يبلغ جهد الغشاء حوالي 70 مللي فولت. يحدد الاستقطاب المنخفض لغشاء الجزء الأولي من المحور العصبي أن غشاء العصبون في هذه المنطقة يتمتع بأكبر قدر من الإثارة. هنا يتم توزيع إمكانات ما بعد المشبكي التي تنشأ على غشاء التشعبات وجسم الخلية نتيجة لتحويل إشارات المعلومات المستلمة في الخلية العصبية عند المشابك العصبية على طول غشاء جسم الخلية العصبية بمساعدة التيارات الكهربائية الدائرية المحلية . إذا تسببت هذه التيارات في إزالة استقطاب غشاء الرابية المحورية إلى مستوى حرج (E k)، فسوف تستجيب الخلية العصبية لاستقبال الإشارات من الخلايا العصبية الأخرى عن طريق توليد إمكانات عملها (النبض العصبي). يتم بعد ذلك نقل النبض العصبي الناتج على طول المحور العصبي إلى الخلايا العصبية أو العضلية أو الغدية الأخرى.

يحتوي غشاء الجزء الأولي من المحور العصبي على أشواك تتشكل عليها المشابك العصبية المثبطة لـ GABAergic. إن تلقي الإشارات على هذا المنوال من الخلايا العصبية الأخرى يمكن أن يمنع توليد نبض عصبي.

تصنيف وأنواع الخلايا العصبية

يتم تصنيف الخلايا العصبية حسب الخصائص المورفولوجية والوظيفية.

بناءً على عدد العمليات، يتم التمييز بين الخلايا العصبية متعددة الأقطاب وثنائية القطب والكاذبة.

بناءً على طبيعة الاتصالات مع الخلايا الأخرى والوظيفة التي تؤديها، فإنها تتميز المس، أدخلو محركالخلايا العصبية. حسيوتسمى الخلايا العصبية أيضًا بالخلايا العصبية الواردة، وتسمى عملياتها بالجاذبة المركزية. تسمى الخلايا العصبية التي تؤدي وظيفة نقل الإشارات بين الخلايا العصبية مقحم، أو ترابطي.يتم تصنيف الخلايا العصبية التي تشكل محاورها العصبية نقاط اشتباك عصبي على الخلايا المستجيبة (العضلات والغدية) على أنها محرك،أو صادر، تسمى محاورها بالطرد المركزي.

الخلايا العصبية الواردة (الحساسة).إدراك المعلومات من خلال المستقبلات الحسية، وتحويلها إلى نبضات عصبية وتوصيلها إلى الدماغ والحبل الشوكي. توجد أجسام الخلايا العصبية الحسية في الخلايا العصبية الشوكية والقحفية. هذه هي الخلايا العصبية الكاذبة، التي ينشأ محورها العصبي والتغصنات من جسم العصبون معًا ثم ينفصلان. يتبع التشعبات إلى محيط الأعضاء والأنسجة كجزء من الأعصاب الحسية أو المختلطة، ويدخل المحور العصبي كجزء من الجذور الظهرية إلى القرون الظهرية للحبل الشوكي أو كجزء من الأعصاب القحفية - إلى الدماغ.

إدراج، أو النقابي والخلايا العصبيةأداء وظائف معالجة المعلومات الواردة، وعلى وجه الخصوص، ضمان إغلاق الأقواس المنعكسة. توجد أجسام الخلايا لهذه الخلايا العصبية في الدماغ والحبل الشوكي.

الخلايا العصبية الصادرةيؤدي أيضًا وظيفة معالجة المعلومات الواردة ونقل النبضات العصبية الصادرة من الدماغ والحبل الشوكي إلى خلايا الأعضاء التنفيذية (المستجيبة).

النشاط التكاملي للخلايا العصبية

تتلقى كل خلية عصبية عددًا كبيرًا من الإشارات من خلال العديد من المشابك العصبية الموجودة على تشعباتها وجسمها، وكذلك من خلال المستقبلات الجزيئية في أغشية البلازما والسيتوبلازم والنواة. تستخدم الإشارة العديد من الأنواع المختلفة من الناقلات العصبية، والمعدلات العصبية، وجزيئات الإشارة الأخرى. ومن الواضح أنه من أجل تشكيل استجابة للوصول المتزامن لإشارات متعددة، يجب أن يكون لدى الخلية العصبية القدرة على دمجها.

يتم تضمين مجموعة العمليات التي تضمن معالجة الإشارات الواردة وتشكيل استجابة الخلايا العصبية لها في المفهوم النشاط التكاملي للخلايا العصبية.

يتم تنفيذ إدراك ومعالجة الإشارات التي تدخل الخلية العصبية بمشاركة التشعبات وجسم الخلية والتل العصبية للخلية العصبية (الشكل 4).

أرز. 4. تكامل الإشارات بواسطة الخلايا العصبية.

أحد خيارات معالجتها وتكاملها (الجمع) هو التحول عند المشابك العصبية وجمع إمكانات ما بعد المشبكي على غشاء الجسم وعمليات الخلية العصبية. يتم تحويل الإشارات المستقبلة عند المشابك العصبية إلى تقلبات في فرق الجهد للغشاء بعد المشبكي (إمكانات ما بعد المشبكي). اعتمادًا على نوع المشبك العصبي، يمكن تحويل الإشارة المستقبلة إلى تغيير صغير في إزالة الاستقطاب (0.5-1.0 مللي فولت) في فرق الجهد (EPSP - يتم تصوير المشابك العصبية في المخطط على شكل دوائر ضوئية) أو فرط الاستقطاب (IPSP - المشابك العصبية في المخطط تم تصويرها على شكل دوائر سوداء). يمكن أن تصل العديد من الإشارات في وقت واحد إلى نقاط مختلفة من الخلية العصبية، حيث يتحول بعضها إلى EPSPs، والبعض الآخر إلى IPSPs.

تنتشر تذبذبات فرق الجهد هذه بمساعدة تيارات دائرية محلية على طول غشاء العصبون في اتجاه تلة المحور العصبي على شكل موجات من إزالة الاستقطاب (أبيض في الرسم البياني) وفرط الاستقطاب (أسود في الرسم البياني)، متداخلة مع بعضها البعض (رمادي). المناطق في الرسم البياني). مع تراكب السعة هذا، يتم تلخيص الموجات ذات الاتجاه الواحد، ويتم تقليل (تنعيم) الموجات ذات الاتجاهين المعاكسين. يسمى هذا الجمع الجبري لفرق الجهد عبر الغشاء التجميع المكاني(الشكل 4 و 5). يمكن أن تكون نتيجة هذا الجمع إما إزالة استقطاب غشاء الرابية المحورية وتوليد نبض عصبي (الحالتان 1 و 2 في الشكل 4)، أو فرط الاستقطاب ومنع حدوث نبض عصبي (الحالتان 3 و 4 في الشكل 4). الشكل 4).

من أجل تحويل فرق الجهد في غشاء الرابية المحورية (حوالي 30 مللي فولت) إلى E k، يجب إزالة استقطابه بمقدار 10-20 مللي فولت. سيؤدي ذلك إلى فتح قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربي الموجودة فيه وتوليد نبض عصبي. نظرًا لأنه عند وصول AP واحد وتحوله إلى EPSP، يمكن أن يصل استقطاب الغشاء إلى 1 مللي فولت، ويحدث كل الانتشار إلى تلة المحور العصبي مع التوهين، فإن توليد النبض العصبي يتطلب الوصول المتزامن لـ 40-80 نبضة عصبية من الخلايا العصبية الأخرى إلى الخلية العصبية من خلال المشابك العصبية المثيرة وجمع نفس العدد من EPSPs.

أرز. 5. الجمع المكاني والزماني لـ EPSPs بواسطة الخلايا العصبية. أ - EPSP لحافز واحد؛ و- EPSP لتحفيز متعددة من مختلف afferents؛ ج - EPSP للتحفيز المتكرر من خلال ليف عصبي واحد

إذا وصل عدد معين من النبضات العصبية في هذا الوقت إلى الخلية العصبية من خلال المشابك العصبية المثبطة، فسيكون من الممكن تنشيطها وتوليد نبضات عصبية استجابة مع زيادة استقبال الإشارات في نفس الوقت من خلال المشابك العصبية المثيرة. في ظل الظروف التي تؤدي فيها الإشارات التي تصل عبر المشابك العصبية المثبطة إلى فرط استقطاب غشاء العصبون مساويًا أو أكبر من إزالة الاستقطاب الناجم عن الإشارات القادمة عبر المشابك العصبية الاستثارية، فإن إزالة استقطاب غشاء الرابية المحورية سيكون مستحيلًا، ولن تولد الخلية العصبية نبضات عصبية وستصبح غير نشط.

تقوم الخلية العصبية أيضًا جمع الوقتتصل إشارات EPSP وIPSP إليها في وقت واحد تقريبًا (انظر الشكل 5). يمكن أيضًا تلخيص التغيرات في فرق الجهد الذي تسببه في المناطق المحيطة بالمشبك جبريًا، وهو ما يسمى الجمع المؤقت.

وبالتالي، فإن كل دفعة عصبية تولدها الخلية العصبية، وكذلك فترة صمت الخلية العصبية، تحتوي على معلومات تم تلقيها من العديد من الخلايا العصبية الأخرى. عادةً، كلما ارتفع تردد الإشارات التي تستقبلها الخلية العصبية من خلايا أخرى، زاد التردد الذي تولد فيه نبضات عصبية استجابة ترسلها على طول المحور العصبي إلى خلايا عصبية أو خلايا مؤثرة أخرى.

نظرًا لحقيقة وجود قنوات صوديوم (وإن كانت قليلة) في غشاء الجسم العصبي وحتى تشعباته، فإن إمكانات الفعل التي تنشأ على غشاء الرابية المحورية يمكن أن تنتشر إلى الجسم وجزء من الجسم. التشعبات من الخلايا العصبية. إن أهمية هذه الظاهرة ليست واضحة بما فيه الكفاية، ولكن من المفترض أن جهد فعل الانتشار ينعم مؤقتًا جميع التيارات المحلية الموجودة على الغشاء، ويعيد ضبط الإمكانات ويساهم في إدراك أكثر كفاءة للمعلومات الجديدة بواسطة الخلية العصبية.

تشارك المستقبلات الجزيئية في تحويل وتكامل الإشارات التي تدخل الخلية العصبية. في الوقت نفسه، يمكن أن يؤدي تحفيزها بواسطة جزيئات الإشارة إلى حدوث تغييرات في حالة القنوات الأيونية (بواسطة بروتينات G، والرسل الثاني)، وتحويل الإشارات المستقبلة إلى تقلبات في فرق الجهد في غشاء العصبون، وجمع وتشكيل استجابة الخلايا العصبية في شكل توليد دفعة عصبية أو تثبيطها.

يصاحب تحويل الإشارات بواسطة المستقبلات الجزيئية الأيضية للخلية العصبية استجابتها في شكل إطلاق سلسلة من التحولات داخل الخلايا. قد تكون استجابة الخلايا العصبية في هذه الحالة تسارع عملية التمثيل الغذائي العام، وزيادة في تكوين ATP، والتي بدونها من المستحيل زيادة نشاطها الوظيفي. وباستخدام هذه الآليات، تقوم الخلية العصبية بدمج الإشارات المستقبلة لتحسين كفاءة أنشطتها.

غالبًا ما تؤدي التحولات داخل الخلايا في الخلية العصبية، والتي تبدأ بواسطة الإشارات المستقبلة، إلى زيادة تخليق جزيئات البروتين التي تؤدي وظائف المستقبلات والقنوات الأيونية والناقلات في الخلية العصبية. من خلال زيادة عددها، تتكيف الخلايا العصبية مع طبيعة الإشارات الواردة، مما يزيد من حساسيتها للإشارات الأكثر أهمية ويضعفها أمام الإشارات الأقل أهمية.

قد يكون استقبال عدد من الإشارات من قبل الخلايا العصبية مصحوبًا بالتعبير أو قمع جينات معينة، على سبيل المثال تلك التي تتحكم في تخليق المعدلات العصبية الببتيدية. نظرًا لأنه يتم تسليمها إلى أطراف محور عصبي للخلية العصبية ويتم استخدامها لتعزيز أو إضعاف عمل ناقلاتها العصبية على الخلايا العصبية الأخرى، فإن الخلية العصبية، استجابةً للإشارات التي تتلقاها، يمكن أن يكون لها، اعتمادًا على المعلومات الواردة، تأثير أقوى أو أضعف على الخلايا العصبية الأخرى التي يتحكم فيها. وبالنظر إلى أن التأثير المعدل للببتيدات العصبية يمكن أن يستمر لفترة طويلة، فإن تأثير الخلية العصبية على الخلايا العصبية الأخرى يمكن أن يستمر أيضًا لفترة طويلة.

وبالتالي، بفضل القدرة على دمج الإشارات المختلفة، يمكن للخلية العصبية الاستجابة لها بمهارة بمجموعة واسعة من الاستجابات، مما يسمح لها بالتكيف بشكل فعال مع طبيعة الإشارات الواردة واستخدامها لتنظيم وظائف الخلايا الأخرى.

الدوائر العصبية

تتفاعل الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي مع بعضها البعض، وتشكل نقاط الاشتباك العصبي المختلفة عند نقطة الاتصال. العقوبات العصبية الناتجة تزيد بشكل كبير من وظائف الجهاز العصبي. تشمل الدوائر العصبية الأكثر شيوعًا: الدوائر العصبية المحلية والهرمية والمتقاربة والمتباعدة بمدخل واحد (الشكل 6).

الدوائر العصبية المحليةتتكون من اثنين أو أكثر من الخلايا العصبية. في هذه الحالة، ستعطي إحدى الخلايا العصبية (1) ضمانها المحوري للخلية العصبية (2)، لتشكل مشبكًا عصبيًا محوريًا على جسمها، والثانية ستشكل مشبكًا عصبيًا على جسم الخلية العصبية الأولى. يمكن للشبكات العصبية المحلية أن تعمل كمصائد يمكن أن تدور فيها النبضات العصبية لفترة طويلة في دائرة مكونة من عدة خلايا عصبية.

تم عرض إمكانية التداول طويل الأمد لموجة الإثارة التي نشأت مرة واحدة (النبض العصبي) بسبب الانتقال إلى بنية الحلقة بشكل تجريبي بواسطة البروفيسور إ.أ. فيتوكين في تجارب على الحلقة العصبية لقنديل البحر.

تؤدي الدورة الدموية الدائرية للنبضات العصبية على طول الدوائر العصبية المحلية وظيفة تحويل إيقاع الإثارة، وتوفر إمكانية الإثارة على المدى الطويل بعد توقف الإشارات التي تصل إليها، وتشارك في آليات حفظ المعلومات الواردة.

يمكن للدوائر المحلية أيضًا أداء وظيفة الكبح. مثال على ذلك هو التثبيط المتكرر، والذي يتم تحقيقه في أبسط دائرة عصبية موضعية للحبل الشوكي، والتي تتكون من العصبون الحركي وخلية رينشو.

أرز. 6. أبسط الدوائر العصبية للجهاز العصبي المركزي. الوصف في النص

في هذه الحالة، ينتشر الإثارة التي تنشأ في العصبون الحركي على طول فرع المحور العصبي وينشط خلية رينشو، التي تمنع العصبون الحركي.

السلاسل المتقاربةتتشكل من عدة خلايا عصبية، على إحداها (عادةً ما تكون صادرة) تتلاقى أو تتقارب محاور عدد من الخلايا الأخرى. يتم توزيع هذه السلاسل على نطاق واسع في الجهاز العصبي المركزي. على سبيل المثال، تتلاقى محاور العديد من الخلايا العصبية في المجالات الحسية للقشرة الدماغية مع الخلايا العصبية الهرمية في القشرة الحركية الأولية. تتلاقى محاور الآلاف من العصبونات الحسية والوسطى على مستويات مختلفة من الجهاز العصبي المركزي على الخلايا العصبية الحركية للقرون البطنية للحبل الشوكي. تلعب الدوائر المتقاربة دورًا مهمًا في تكامل الإشارات بواسطة الخلايا العصبية الصادرة وتنسيق العمليات الفسيولوجية.

دوائر متباعدة المدخلات واحدةتتكون من خلية عصبية ذات محور عصبي متفرع، يشكل كل فرع من فروعه مشبكًا عصبيًا مع خلية عصبية أخرى. تؤدي هذه الدوائر وظائف نقل الإشارات في وقت واحد من خلية عصبية واحدة إلى العديد من الخلايا العصبية الأخرى. يتم تحقيق ذلك بسبب التفرع القوي (تكوين عدة آلاف من الفروع) للمحور. غالبًا ما توجد مثل هذه الخلايا العصبية في نوى التكوين الشبكي لجذع الدماغ. أنها توفر زيادة سريعة في استثارة أجزاء عديدة من الدماغ وتعبئة احتياطياتها الوظيفية.

يتكون كل هيكل في جسم الإنسان من أنسجة محددة متأصلة في العضو أو الجهاز. في الأنسجة العصبية - الخلايا العصبية (الخلية العصبية، العصب، الخلايا العصبية، الألياف العصبية). ما هي الخلايا العصبية في الدماغ؟ هذه وحدة هيكلية ووظيفية للأنسجة العصبية التي تشكل جزءًا من الدماغ. بالإضافة إلى التعريف التشريحي للخلية العصبية، هناك أيضًا تعريف وظيفي - فهي خلية تثيرها نبضات كهربائية، قادرة على معالجة المعلومات وتخزينها ونقلها إلى الخلايا العصبية الأخرى باستخدام الإشارات الكيميائية والكهربائية.

إن بنية الخلية العصبية ليست معقدة جدًا مقارنة بخلايا محددة من الأنسجة الأخرى، كما أنها تحدد وظيفتها أيضًا. خلية عصبيةيتكون من الجسم (اسم آخر هو سوما)، والعمليات - محور عصبي والتغصنات. كل عنصر من عناصر الخلية العصبية يؤدي وظيفته الخاصة. يحيط بالسوما طبقة من الأنسجة الدهنية، مما يسمح فقط للمواد القابلة للذوبان في الدهون بالمرور من خلالها. يوجد داخل الجسم نواة وعضيات أخرى: الريبوسومات والشبكة الإندوبلازمية وغيرها.

بالإضافة إلى الخلايا العصبية نفسها، تسود الخلايا التالية في الدماغ، وهي: الدبقيةالخلايا. غالبًا ما يطلق عليها اسم غراء الدماغ بسبب وظيفتها: تعمل الخلايا الدبقية كوظيفة دعم للخلايا العصبية، مما يوفر بيئة لها. توفر الأنسجة الدبقية للأنسجة العصبية القدرة على التجدد والتغذية والمساعدة في تكوين النبضات العصبية.

لطالما أثار عدد الخلايا العصبية في الدماغ اهتمام الباحثين في مجال الفيزيولوجيا العصبية. وبذلك تراوح عدد الخلايا العصبية من 14 مليار إلى 100. وكشفت الدراسات الحديثة التي أجراها متخصصون برازيليون أن عدد الخلايا العصبية يبلغ في المتوسط ​​86 مليار خلية.

العمليات

الأدوات الموجودة في يد الخلية العصبية هي العمليات التي بفضلها تكون الخلية العصبية قادرة على أداء وظيفتها كجهاز إرسال ومخزن للمعلومات. إنها العمليات التي تشكل شبكة عصبية واسعة، والتي تسمح للنفسية البشرية بالكشف عن نفسها بكل مجدها. هناك أسطورة مفادها أن القدرات العقلية للشخص تعتمد على عدد الخلايا العصبية أو على وزن الدماغ، ولكن الأمر ليس كذلك: هؤلاء الأشخاص الذين تم تطوير مجالاتهم ومجالاتهم الفرعية في الدماغ بشكل كبير (عدة مرات أكثر) يصبحون عباقرة. ونتيجة لذلك، ستكون الحقول المسؤولة عن وظائف معينة قادرة على أداء هذه الوظائف بشكل أكثر إبداعًا وسرعة.

محور عصبي

المحور العصبي هو امتداد طويل للخلية العصبية ينقل النبضات العصبية من سوما العصب إلى خلايا أو أعضاء أخرى مماثلة يعصبها جزء معين من العمود العصبي. لقد منحت الطبيعة الفقاريات بمكافأة - ألياف المايلين، التي يحتوي هيكلها على خلايا شوان، التي توجد بينها مناطق فارغة صغيرة - عقد رانفييه. وعلى طولها، كما هو الحال على السلم، تقفز النبضات العصبية من منطقة إلى أخرى. يتيح هذا الهيكل إمكانية تسريع نقل المعلومات عدة مرات (حتى حوالي 100 متر في الثانية). تبلغ سرعة حركة النبضات الكهربائية على طول الألياف التي لا تحتوي على المايلين 2-3 أمتار في الثانية.

التشعبات

نوع آخر من تمديد الخلايا العصبية هو التشعبات. على عكس المحور العصبي الطويل والصلب، فإن التشعبات عبارة عن بنية قصيرة ومتفرعة. ولا تقتصر هذه العملية على نقل المعلومات، بل على تلقيها فقط. وهكذا تصل الإثارة إلى جسم العصبون باستخدام فروع شجرية قصيرة. يتم تحديد مدى تعقيد المعلومات التي يستطيع التشعبات استقبالها من خلال نقاط الاشتباك العصبي (مستقبلات عصبية محددة)، أي قطر السطح. التشعبات، بفضل العدد الهائل من العمود الفقري، قادرة على إنشاء مئات الآلاف من الاتصالات مع الخلايا الأخرى.

عملية التمثيل الغذائي في الخلايا العصبية

السمة المميزة للخلايا العصبية هي عملية التمثيل الغذائي. يتميز التمثيل الغذائي في الخلية العصبية بسرعته العالية وغلبة العمليات الهوائية (القائمة على الأكسجين). تفسر هذه الميزة للخلية بحقيقة أن عمل الدماغ يستهلك الكثير من الطاقة، وأن حاجته للأكسجين كبيرة. وعلى الرغم من أن وزن الدماغ لا يتجاوز 2% من وزن الجسم، إلا أن استهلاكه للأكسجين يبلغ حوالي 46 مل/دقيقة، وهو ما يمثل 25% من إجمالي استهلاك الجسم.

المصدر الرئيسي للطاقة لأنسجة المخ، إلى جانب الأكسجين، هو الجلوكوزحيث تخضع لتحولات كيميائية حيوية معقدة. في نهاية المطاف، يتم إطلاق كميات كبيرة من الطاقة من مركبات السكر. وهكذا يمكن الإجابة على سؤال كيفية تحسين التوصيلات العصبية في الدماغ: تناول الأطعمة التي تحتوي على مركبات الجلوكوز.

وظائف الخلية العصبية

على الرغم من بنيتها البسيطة نسبيًا، إلا أن للخلية العصبية العديد من الوظائف، أهمها ما يلي:

• تصور تهيج.
• معالجة التحفيز
• انتقال الدافع
• تشكيل الاستجابة.

من الناحية الوظيفية، تنقسم الخلايا العصبية إلى ثلاث مجموعات:

وارد(حساسة أو حسية). تقوم الخلايا العصبية في هذه المجموعة بإدراك ومعالجة وإرسال نبضات كهربائية إلى الجهاز العصبي المركزي. تقع هذه الخلايا تشريحيًا خارج الجهاز العصبي المركزي، ولكن في مجموعات الخلايا العصبية الشوكية (العقد)، أو نفس مجموعات الأعصاب القحفية.

وسطاء(تسمى أيضًا هذه الخلايا العصبية، التي لا تمتد إلى ما هو أبعد من الحبل الشوكي والدماغ، بالداخل). والغرض من هذه الخلايا هو ضمان الاتصال بين الخلايا العصبية. وهي تقع في جميع طبقات الجهاز العصبي.

صادر(المحرك، المحرك). هذه الفئة من الخلايا العصبية مسؤولة عن نقل النبضات الكيميائية إلى الأعضاء التنفيذية المعصبة، وضمان أدائها وتحديد حالتها الوظيفية.

بالإضافة إلى ذلك، تتميز مجموعة أخرى وظيفيا في الجهاز العصبي - الأعصاب المثبطة (المسؤولة عن تثبيط إثارة الخلايا). مثل هذه الخلايا تقاوم انتشار الإمكانات الكهربائية.

تصنيف الخلايا العصبية

تتنوع الخلايا العصبية على هذا النحو، لذلك يمكن تصنيف الخلايا العصبية بناءً على معلماتها وخصائصها المختلفة، وهي:

• شكل الجسم. توجد الخلايا العصبية ذات أشكال السوما المختلفة في أجزاء مختلفة من الدماغ:
  • على شكل نجمة
  • مغزلي؛
  • هرمي (خلايا بيتز).
• حسب عدد البراعم:
  • أحادي القطب: له عملية واحدة؛
  • ثنائي القطب: هناك عمليتان في الجسم؛
  • متعدد الأقطاب: توجد ثلاث عمليات أو أكثر على سوما هذه الخلايا.
• ميزات الاتصال لسطح الخلايا العصبية:
  • فأس جسدي. في هذه الحالة، يتصل المحور العصبي بسوم الخلية المجاورة للنسيج العصبي؛
  • محور عصبي شجيري. يتضمن هذا النوع من الاتصال اتصال محور عصبي وتغصنات.
  • محور عصبي. محور عصبي واحد لديه اتصالات مع محور عصبي لخلية عصبية أخرى.

أنواع الخلايا العصبية

من أجل القيام بحركات واعية، من الضروري أن يصل الدافع المتكون في التلافيف الحركية للدماغ إلى العضلات اللازمة. وبالتالي، يتم تمييز الأنواع التالية من الخلايا العصبية: الخلايا العصبية الحركية المركزية والخلايا العصبية الحركية الطرفية.

النوع الأول من الخلايا العصبية ينشأ من التلفيف المركزي الأمامي، الموجود أمام أكبر تلم في الدماغ - أي من خلايا بيتز الهرمية. بعد ذلك، تتعمق محاور العصبون المركزي في نصفي الكرة الأرضية وتمر عبر الكبسولة الداخلية للدماغ.

تتشكل الخلايا العصبية الحركية المحيطية بواسطة الخلايا العصبية الحركية للقرون الأمامية للحبل الشوكي. تصل محاورها إلى تشكيلات مختلفة، مثل الضفائر، ومجموعات الأعصاب الشوكية، والأهم من ذلك، العضلات المنفذة.

تطور ونمو الخلايا العصبية

تنشأ الخلية العصبية من خلية سلفية. مع تطورها، تبدأ المحاور في النمو أولاً؛ وتنضج التشعبات في وقت لاحق إلى حد ما. في نهاية تطور عملية الخلايا العصبية، يتشكل ضغط صغير ذو شكل غير منتظم في سوما الخلية. ويسمى هذا التكوين مخروط النمو. أنه يحتوي على الميتوكوندريا والألياف العصبية والأنابيب. تنضج أنظمة المستقبلات في الخلية تدريجيًا وتتوسع المناطق المتشابكة في الخلية العصبية.

الممرات

الجهاز العصبي لديه مجالات نفوذه في جميع أنحاء الجسم. بمساعدة الألياف الموصلة، يتم التنظيم العصبي للأنظمة والأعضاء والأنسجة. بفضل نظام واسع من المسارات، يتحكم الدماغ بشكل كامل في الحالة التشريحية والوظيفية لكل بنية في الجسم. الكلى والكبد والمعدة والعضلات وغيرها - يتم فحص كل هذا بواسطة الدماغ، وتنسيق وتنظيم كل ملليمتر من الأنسجة بعناية وبدقة. وفي حالة الفشل يقوم بتصحيح واختيار نموذج السلوك المناسب. وهكذا، وبفضل المسارات، يتميز جسم الإنسان بالاستقلالية والتنظيم الذاتي والقدرة على التكيف مع البيئة الخارجية.

مسارات الدماغ

المسار عبارة عن مجموعة من الخلايا العصبية التي تتمثل وظيفتها في تبادل المعلومات بين أجزاء الجسم المختلفة.

• رابطة الألياف العصبية. تربط هذه الخلايا بين المراكز العصبية المختلفة الموجودة في نفس نصف الكرة الأرضية.
• ألياف الصوار. هذه المجموعة مسؤولة عن تبادل المعلومات بين المراكز المماثلة في الدماغ.
• إسقاط الألياف العصبية. هذه الفئة من الألياف تربط الدماغ بالحبل الشوكي.
• مسارات خارجية. أنها تحمل نبضات كهربائية من الجلد والأعضاء الحسية الأخرى إلى الحبل الشوكي.
• التحسس. تحمل هذه المجموعة من المسارات إشارات من الأوتار والعضلات والأربطة والمفاصل.
• المسارات البينية. وتنشأ ألياف هذه القناة من الأعضاء الداخلية والأوعية الدموية والمساريقا المعوية.

التفاعل مع الناقلات العصبية

تتواصل الخلايا العصبية في مواقع مختلفة مع بعضها البعض باستخدام نبضات كهربائية ذات طبيعة كيميائية. إذن ما هو أساس تعليمهم؟ هناك ما يسمى بالنواقل العصبية (الناقلات العصبية) - وهي مركبات كيميائية معقدة. يوجد على سطح المحور العصبي مشبك عصبي - سطح التلامس. من جهة يوجد شق ما قبل المشبكي، ومن جهة أخرى يوجد شق ما بعد المشبكي. بينهما فجوة - هذا هو المشبك العصبي. يوجد في الجزء قبل المشبكي من المستقبل أكياس (حويصلات) تحتوي على كمية معينة من الناقلات العصبية (الكميات).

عندما يقترب الدافع من الجزء الأول من المشبك، تبدأ آلية سلسلة كيميائية حيوية معقدة، ونتيجة لذلك يتم فتح الأكياس التي تحتوي على وسطاء، وتتدفق كميات المواد الوسيطة بسلاسة إلى الفجوة. في هذه المرحلة، يختفي الدافع ويظهر مرة أخرى فقط عندما تصل الناقلات العصبية إلى الشق بعد المشبكي. ثم يتم تنشيط العمليات البيوكيميائية مرة أخرى مع فتح البوابات للوسطاء، والتي تعمل على أصغر المستقبلات، وتتحول إلى نبضة كهربائية تذهب إلى أعماق الألياف العصبية.

وفي الوقت نفسه، يتم التمييز بين مجموعات مختلفة من هذه الناقلات العصبية نفسها، وهي:

• الناقلات العصبية المثبطة هي مجموعة من المواد التي لها تأثير مثبط على الإثارة. وتشمل هذه:
  • حمض غاما أمينوبوتيريك (GABA)؛
  • الجليكاين.
• وسطاء مثيرة:
  • أستيل كولين.
  • الدوبامين.
  • السيروتونين.
  • بافراز.
  • الأدرينالين.

هل تتعافى الخلايا العصبية؟

لفترة طويلة كان يعتقد أن الخلايا العصبية غير قادرة على الانقسام. ومع ذلك، فإن هذا البيان، وفقا للبحث الحديث، تبين أنه خاطئ: في بعض أجزاء الدماغ، تحدث عملية تكوين الخلايا العصبية لسلائف الخلايا العصبية. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع أنسجة المخ بقدرات ملحوظة على المرونة العصبية. هناك العديد من الحالات التي يتولى فيها الجزء السليم من الدماغ وظيفة الجزء التالف.

تساءل العديد من الخبراء في مجال الفيزيولوجيا العصبية عن كيفية استعادة الخلايا العصبية في الدماغ. كشفت الأبحاث الحديثة التي أجراها علماء أمريكيون أنه من أجل تجديد الخلايا العصبية في الوقت المناسب وبشكل سليم، ليست هناك حاجة لاستخدام أدوية باهظة الثمن. للقيام بذلك، تحتاج فقط إلى إنشاء جدول نوم مناسب وتناول الطعام بشكل صحيح، بما في ذلك فيتامينات ب والأطعمة منخفضة السعرات الحرارية في نظامك الغذائي.

إذا حدث خلل في التوصيلات العصبية للدماغ، فإنها تكون قادرة على التعافي. ومع ذلك، هناك أمراض خطيرة في الاتصالات العصبية والمسارات، مثل مرض الخلايا العصبية الحركية. ثم من الضروري اللجوء إلى الرعاية السريرية المتخصصة، حيث يمكن لأطباء الأعصاب معرفة سبب المرض وصياغة العلاج الصحيح.

غالبًا ما يطرح الأشخاص الذين سبق لهم تناول الكحول أو يشربونه سؤالاً حول كيفية استعادة الخلايا العصبية في الدماغ بعد تناول الكحول. سيجيب أحد المتخصصين أنه لهذا تحتاج إلى العمل بشكل منهجي على صحتك. تشمل مجموعة الأنشطة اتباع نظام غذائي متوازن وممارسة التمارين الرياضية بانتظام والنشاط العقلي والمشي والسفر. لقد ثبت أن الروابط العصبية للدماغ تتطور من خلال الدراسة والتأمل في المعلومات الجديدة تمامًا على الإنسان.

في ظروف التشبع بالمعلومات غير الضرورية، ووجود سوق الوجبات السريعة ونمط الحياة المستقر، يكون الدماغ عرضة نوعيا لأضرار مختلفة. تصلب الشرايين والتخثر في الأوعية الدموية والإجهاد المزمن والالتهابات - كل هذا طريق مباشر إلى انسداد الدماغ. وعلى الرغم من ذلك، هناك أدوية تعمل على ترميم خلايا الدماغ. المجموعة الرئيسية والشعبية هي منشط الذهن. الأدوية في هذه الفئة تحفز عملية التمثيل الغذائي في الخلايا العصبية، وتزيد من مقاومة نقص الأكسجين ولها تأثير إيجابي على العمليات العقلية المختلفة (الذاكرة والانتباه والتفكير). بالإضافة إلى منشطات الذهن، يقدم سوق الأدوية أدوية تحتوي على حمض النيكوتينيك، وعوامل تقوي جدران الأوعية الدموية، وغيرها. يجب أن نتذكر أن استعادة الروابط العصبية في الدماغ عند تناول أدوية مختلفة هي عملية طويلة.

تأثير الكحول على الدماغ

للكحول تأثير سلبي على جميع الأعضاء والأنظمة، وخاصة على الدماغ. يخترق الكحول الإيثيلي بسهولة الحواجز الواقية للدماغ. يشكل مستقلب الكحول، الأسيتالديهيد، تهديدًا خطيرًا للخلايا العصبية: إن هيدروجيناز الكحول (إنزيم يعالج الكحول في الكبد) أثناء عملية المعالجة من قبل الجسم يسحب المزيد من السوائل، بما في ذلك الماء من الدماغ. وبالتالي، فإن مركبات الكحول تؤدي ببساطة إلى تجفيف الدماغ، وسحب الماء منه، ونتيجة لذلك يحدث ضمور في هياكل الدماغ وموت الخلايا. في حالة استخدام الكحول لمرة واحدة، تكون هذه العمليات قابلة للعكس، والتي لا يمكن قولها عن استهلاك الكحول المزمن، عندما يتم تشكيل الخصائص المرضية المستقرة لمدمني الكحول، بالإضافة إلى التغيرات العضوية. مزيد من المعلومات التفصيلية حول كيفية حدوث "آثار الكحول على الدماغ".