Neuronai - kokie jie. Smegenų neuronų tipai ir funkcijos

Kalnai literatūros parašyta apie neišsenkančias mūsų smegenų galimybes. Jis sugeba apdoroti didžiulį informacijos kiekį, kuris viršija net šiuolaikinių kompiuterių galią. Be to, normaliomis sąlygomis smegenys dirba be pertraukų 70-80 ar daugiau metų. Kiekvienais metais jo gyvenimo trukmė, taigi ir žmogaus, ilgėja..

Efektyvų šio svarbiausio ir daugiausiai paslaptingo organo veikimą daugiausia užtikrina dviejų tipų ląstelės: neuronai ir glijos ląstelės. Neuronai yra atsakingi už informacijos, atminties, dėmesio, mąstymo, vaizduotės ir kūrybiškumo priėmimą ir apdorojimą..

Neuronas ir jo sandara

Dažnai galite išgirsti, kad žmogaus protinius gebėjimus garantuoja pilkosios medžiagos buvimas. Kas yra ši medžiaga ir kodėl ji yra pilka? Tai yra smegenų žievės spalva, kurią sudaro mikroskopinės ląstelės. Tai neuronai arba nervinės ląstelės, kurios teikia mūsų smegenų darbą ir valdo visą žmogaus kūną..

Kaip veikia nervų ląstelė

Neuronas, kaip ir bet kuri gyva ląstelė, susideda iš branduolio ir ląstelės kūno, kuris vadinamas soma. Pačios ląstelės dydis yra mikroskopinis - nuo 3 iki 100 mikronų. Tačiau tai netrukdo neuronui būti tikra įvairios informacijos saugykla. Kiekvienoje nervinėje ląstelėje yra visas genų rinkinys - instrukcijos baltymų gamybai. Kai kurie baltymai dalyvauja perduodant informaciją, kiti aplink pačią ląstelę sukuria apsauginį apvalkalą, kiti dalyvauja atminties procesuose, ketvirti teikia nuotaikos pokyčius ir kt..

Net nedidelis vienos programos baltymų gamybos sutrikimas gali sukelti rimtų pasekmių, ligų, psichikos sutrikimų, demenciją ir kt..

Kiekvieną neuroną supa apsauginė glijos ląstelių apvalkalas; jie tiesiogine prasme užpildo visą tarpląstelinę erdvę ir sudaro 40% smegenų materijos. Glia arba glijos ląstelių rinkinys atlieka labai svarbias funkcijas: apsaugo neuronus nuo nepalankių išorinių poveikių, tiekia maistines medžiagas nervų ląstelėms ir pašalina jų atliekas..

Glijos ląstelės saugo neuronų sveikatą ir vientisumą, todėl neleidžia daugeliui svetimų chemikalų prasiskverbti į nervų ląsteles. Įskaitant vaistus. Todėl įvairių vaistų, skirtų sustiprinti smegenų veiklą, veiksmingumas yra visiškai nenuspėjamas, ir jie kiekvienam veikia skirtingai..

Dendritai ir aksonai

Nepaisant neurono struktūros sudėtingumo, pats savaime jis neturi svarbaus vaidmens smegenų veikloje. Mūsų nervinė veikla, įskaitant psichinę veiklą, yra daugelio neuronų, keičiančių signalus, sąveikos rezultatas. Šių signalų, tiksliau, silpnų elektrinių impulsų priėmimas ir perdavimas vyksta nervinių skaidulų pagalba.

Neuronas turi keletą trumpų (apie 1 mm) išsišakojusių nervinių skaidulų - dendritų, taip vadinamų dėl jų panašumo į medį. Dendritai yra atsakingi už signalų priėmimą iš kitų nervų ląstelių. O aksonas veikia kaip signalo siųstuvas. Ši ląstelė neurone yra tik viena, tačiau jos ilgis gali siekti iki 1,5 metro. Jungdamosi aksonų ir dendritų pagalba, nervinės ląstelės sudaro ištisus nervinius tinklus. Ir kuo sudėtingesnė tarpusavio ryšių sistema, tuo kompleksiškesnė yra mūsų protinė veikla..

Neurono darbas

Sudėtingiausia mūsų nervų sistemos veikla pagrįsta silpnų elektrinių impulsų mainais tarp neuronų. Tačiau problema ta, kad iš pradžių vienos nervinės ląstelės aksonas ir kitos dendritai nėra susiję, tarp jų yra tarpuląsteline medžiaga užpildyta erdvė. Tai yra vadinamasis sinapsinis plyšys, ir signalas negali jo įveikti. Įsivaizduokite, du žmonės susikabina rankomis ir vos vos prieina.

Šią problemą neuronas išsprendžia paprasčiausiai. Veikiant silpnai elektros srovei, įvyksta elektrocheminė reakcija ir susidaro baltymo molekulė - neuromediatorius. Ši molekulė blokuoja sinapsinį plyšį, tapdama savotišku tiltu signalo perdavimui. Neuromediatoriai taip pat atlieka dar vieną funkciją - jie sujungia neuronus ir kuo dažniau signalas praeina palei šią nervų grandinę, tuo stipresnis šis ryšys. Įsivaizduokite upės per upę. Eidamas juo, žmogus įmeta akmenį į vandenį, o tada kiekvienas kitas keliautojas daro tą patį. Rezultatas yra tvirtas, patikimas perėjimas.

Šis neuronų ryšys vadinamas sinapsė, ir jis vaidina svarbų vaidmenį smegenų veikloje. Manoma, kad net mūsų atmintis yra sinapsių rezultatas. Šios jungtys užtikrina didelį nervinių impulsų perėjimo greitį - signalas palei neuronų grandinę juda 360 km / h arba 100 m / s greičiu. Galite suskaičiuoti, per kiek laiko netyčia adata sugadintas piršto signalas patenka į smegenis. Yra sena mįslė: „Kas greičiausia pasaulyje?“ Atsakymas: „Mintis“. Ir tai buvo labai tiksliai pastebėta.

Neuronų tipai

Neuronai randami ne tik smegenyse, kur jie sąveikauja formuodami centrinę nervų sistemą. Neuronai yra visuose mūsų kūno organuose, raumenyse ir raiščiuose ant odos paviršiaus. Ypač daug jų yra receptoriuose, tai yra jutimo organuose. Platus nervų ląstelių tinklas, persmelkiantis visą žmogaus kūną, yra periferinė nervų sistema, atliekanti ne mažiau svarbias funkcijas nei centrinė. Visa neuronų įvairovė yra suskirstyta į tris pagrindines grupes:

• Affektiniai neuronai gauna informaciją iš jutimo organų ir impulsų pavidalu palei nervines skaidulas perduoda ją smegenims. Šios nervinės ląstelės turi ilgiausius aksonus, nes jų kūnas yra atitinkamoje smegenų dalyje. Yra griežta specializacija, o garso signalai eina išimtinai į klausos smegenų dalį, kvapai - į uoslę, šviesa - į regėjimą ir kt..
• Tarpiniai arba tarpikaliniai neuronai dalyvauja apdorojant afektų informaciją. Įvertinus informaciją, tarpiniai neuronai vadovauja jutimo organams ir raumenims, esantiems mūsų kūno periferijoje..
• Eferentiniai arba efektoriniai neuronai perduoda šią komandą iš tarpinės nervinio impulso pavidalu į organus, raumenis ir kt..

Sunkiausias ir mažiausiai suprantamas yra tarpinių neuronų darbas. Jie atsakingi ne tik už refleksines reakcijas, tokias kaip rankos atitraukimas nuo karštos keptuvės ar mirksėjimas, kai žybsi šviesa. Šios nervinės ląstelės teikia tokius sudėtingus psichinius procesus kaip mąstymas, vaizduotė, kūrybiškumas. Ir kaip momentinis nervų impulsų keitimasis tarp neuronų virsta ryškiais vaizdais, fantastiškais siužetais, genialiais atradimais ir netgi tiesiog mintimis apie sunkų pirmadienį? Tai yra pagrindinė smegenų paslaptis, kurios mokslininkai net nepriartėjo prie jos sprendimo..

Vienintelis dalykas, kuris buvo išsiaiškintas, yra tai, kad skirtingos psichinės veiklos rūšys yra susijusios su skirtingų neuronų grupių veikla. Svajonės apie ateitį, eilėraščio įsiminimas, artimo žmogaus suvokimas, galvojimas apie pirkinius - visa tai atsispindi mūsų smegenyse kaip nervinių ląstelių pliūpsniai įvairiuose smegenų žievės taškuose..

Neurono funkcijos

Atsižvelgiant į tai, kad neuronai užtikrina visų kūno sistemų funkcionavimą, nervinių ląstelių funkcijos turi būti labai įvairios. Be to, visi jie dar nėra iki galo išaiškinti. Tarp daugybės skirtingų šių funkcijų klasifikacijų pasirinksime vieną, labiausiai suprantamą ir artimą psichologinio mokslo problemoms.

Informacijos perdavimo funkcija

Tai yra pagrindinė neuronų funkcija, su kuria siejami kiti, nors ir ne mažiau reikšmingi. Ši funkcija taip pat yra labiausiai ištirta. Visi išoriniai signalai, patenkantys į organus, patenka į smegenis, kur jie yra apdorojami. Ir tada, kaip grįžtamasis ryšys impulsų-komandų pavidalu, jie perduodami išilgai nervinių skaidulų atgal į jutimo organus, raumenis ir kt..

Ši nuolatinė informacijos cirkuliacija vyksta ne tik periferinės nervų sistemos lygmenyje, bet ir smegenyse. Ryšiai tarp neuronų, kurie keičiasi informacija, sudaro neįprastai sudėtingus nervinius tinklus. Įsivaizduokite: smegenyse yra mažiausiai 30 milijardų neuronų, ir kiekvienas iš jų gali turėti iki 10 tūkstančių ryšių. 20 amžiaus viduryje kibernetika bandė sukurti elektroninę skaičiavimo mašiną, kuri veiktų žmogaus smegenų principu. Bet jiems tai nepavyko - centrinėje nervų sistemoje vykstantys procesai pasirodė pernelyg sudėtingi.

Patirkite išsaugojimo funkciją

Neuronai yra atsakingi už tai, ką mes vadiname atmintimi. Tiksliau, kaip išsiaiškino neurofiziologai, per nervines grandines einančių signalų pėdsakų išsaugojimas yra tam tikras smegenų veiklos šalutinis poveikis. Atminties pagrindas yra pačios baltymų molekulės - neuromediatoriai, atsirandantys kaip jungiamieji tiltai tarp nervinių ląstelių. Todėl nėra specialios smegenų dalies, atsakingos už informacijos saugojimą. Ir jei dėl traumos ar ligos sunaikinami nerviniai ryšiai, tada žmogus gali iš dalies prarasti atmintį..

Integracinė funkcija

Tai yra sąveikos tarp skirtingų smegenų dalių teikimas. Momentiniai perduotų ir priimtų signalų „blyksniai“, padidėjusio sužadinimo židiniai smegenų žievėje - tai vaizdų, jausmų ir minčių gimimas. Kompleksiniai nerviniai ryšiai, jungiantys skirtingas smegenų žievės dalis ir prasiskverbiantys į subkortikinę zoną, yra mūsų psichinės veiklos produktas. Kuo daugiau tokių ryšių atsiranda, tuo geresnė atmintis ir produktyvesnis mąstymas. Tai iš esmės, kuo daugiau galvojame, tuo protingesni tampame..

Baltymų gamybos funkcija

Nervų ląstelių veikla neapsiriboja vien informaciniais procesais. Neuronai yra tikri baltymų fabrikai. Tai yra patys neuromediatoriai, kurie ne tik veikia kaip „tiltas“ tarp neuronų, bet ir atlieka didžiulį vaidmenį reguliuojant viso mūsų kūno darbą. Šiuo metu yra apie 80 šių baltymų junginių rūšių, atliekančių įvairias funkcijas:

• Norepinefrinas, kartais vadinamas pykčiu ar streso hormonu. Tai tonizuoja kūną, padidina darbingumą, priverčia širdį plakti greičiau ir paruošia kūną neatidėliotinam veiksmui, siekiant išvengti pavojaus.
• Dopaminas yra pagrindinis mūsų kūno tonikas. Jis dalyvauja aktyvinant visų sistemų veiklą, taip pat ir pabudimo metu, fizinio krūvio metu ir sukuria teigiamą emocinę nuotaiką iki euforijos..
• Serotoninas taip pat yra „geros nuotaikos“ medžiaga, nors ji neturi įtakos fiziniam aktyvumui.
• Glutamatas yra siųstuvas, reikalingas atminties veikimui; be jo neįmanoma ilgalaikio informacijos saugojimo.
• Acetilcholinas kontroliuoja miego ir pabudimo procesus, taip pat yra būtinas aktyvinant dėmesį.

Neuromediatoriai, tiksliau jų skaičius, veikia kūno sveikatą. Ir jei kyla kokių nors problemų dėl šių baltymų molekulių gamybos, gali išsivystyti rimtos ligos. Pavyzdžiui, dopamino trūkumas yra viena iš Parkinsono ligos priežasčių, o jei šios medžiagos gaminasi per daug, gali išsivystyti šizofrenija. Jei acetilcholino gaminama nepakankamai, gali pasireikšti labai nemaloni Alzheimerio liga, kurią lydi silpnaprotystė..

Neuronų susidarymas smegenyse prasideda dar iki žmogaus gimimo, o per visą augimo laikotarpį vyksta aktyvus nervinių jungčių susidarymas ir komplikacijos. Ilgą laiką buvo tikima, kad naujos nervinės ląstelės negali atsirasti suaugusiesiems, tačiau jų mirties procesas yra neišvengiamas. Todėl protinis asmenybės vystymasis įmanomas tik dėl nervinių jungčių komplikacijos. Ir net tada, vyresniame amžiuje, visi pasmerkti protinių gebėjimų sumažėjimui..

Tačiau naujausi tyrimai paneigė šią pesimistinę prognozę. Šveicarijos mokslininkai įrodė, kad yra smegenų dalis, atsakinga už naujų neuronų gimimą. Tai yra hipokampas, jis kasdien gamina iki 1400 naujų nervinių ląstelių. Mes tiesiog turime juos aktyviau įtraukti į smegenų darbą, gauti ir suvokti naują informaciją, taip sukurdami naujus nervinius ryšius ir apsunkindami nervų tinklą..

Smegenų neuronai - struktūra, klasifikacija ir keliai

Neurono struktūra

Kiekviena žmogaus kūno struktūra susideda iš specifinių audinių, būdingų organui ar sistemai. Nerviniame audinyje - neuronas (neurocitas, nervas, neuronas, nervų pluoštas). Kas yra smegenų neuronai? Tai yra struktūrinis ir funkcinis nervinio audinio vienetas, kuris yra smegenų dalis. Be anatominio neurono apibrėžimo, yra ir funkcinis - tai ląstelė, kurią sužadina elektriniai impulsai, galinti apdoroti, saugoti ir perduoti informaciją kitiems neuronams, naudojant cheminius ir elektrinius signalus..

Nervų ląstelės struktūra nėra tokia sudėtinga, lyginant su specifinėmis kitų audinių ląstelėmis, ji taip pat lemia jos funkciją. Neurocitas susideda iš kūno (kitas vardas yra soma) ir procesų - aksono ir dendrito. Kiekvienas neurono elementas atlieka savo funkciją. Somą supa riebalinio audinio sluoksnis, leidžiantis praeiti tik riebaluose tirpias medžiagas. Branduolys ir kiti organeliai yra kūno viduje: ribosomos, endoplazminis tinklas ir kt..

Be pačių neuronų, smegenyse vyrauja šios ląstelės, būtent: glijos ląstelės. Jų funkcija dažnai vadinama smegenų klijais: glia tarnauja kaip pagalbinė neuronų funkcija, sukurianti jiems aplinką. Glijos audinys leidžia nerviniam audiniui atsinaujinti, maitinti ir padėti sukurti nervinį impulsą.

Neuronų skaičius smegenyse visada domino tyrėjus neurofiziologijos srityje. Taigi nervinių ląstelių skaičius svyravo nuo 14 milijardų iki 100. Naujausi Brazilijos specialistų tyrimai atskleidė, kad neuronų skaičius vidutiniškai siekia 86 milijardus ląstelių..

Scions

Neurono rankose esantys įrankiai yra procesai, kurių dėka neuronas gali atlikti savo funkciją kaip informacijos perdavėjas ir saugykla. Būtent procesai sudaro platų nervų tinklą, kuris leidžia žmogaus psichikai atsiskleisti visoje savo šlovėje. Egzistuoja mitas, kad žmogaus psichiniai gebėjimai priklauso nuo neuronų skaičiaus ar nuo smegenų svorio, tačiau taip nėra: tie žmonės, kurių smegenų laukai ir jų sritys yra labai išvystyti (kelis kartus daugiau), tampa genijais. Tai leidžia už tam tikras funkcijas atsakingiems laukams šias funkcijas atlikti kūrybiškiau ir greičiau..

Aksonas

Aksonas yra ilgas neurono procesas, perduodantis nervinius impulsus iš nervo somos į kitas to paties tipo ląsteles ar organus, kuriuos inervuoja konkreti nervo kolonos dalis. Gamta stuburinius gyvūnus apdovanojo premija - mielino pluoštu, kurio struktūroje yra Schwanno ląstelės, tarp kurių yra nedideli tušti plotai, - Ranviero perėmimai. Palei juos, kaip kopėčios, nerviniai impulsai šokinėja iš vienos srities į kitą. Tokia struktūra leidžia kelis kartus pagreitinti informacijos perdavimą (iki maždaug 100 metrų per sekundę). Elektrinio impulso judėjimo greitis pluošte, kuriame nėra mielino, yra vidutiniškai 2–3 metrai per sekundę.

Dendritai

Kita nervų ląstelių procesų rūšis yra dendritai. Skirtingai nuo ilgo, tvirto aksono, dendritas yra trumpa ir šakota struktūra. Šis skyrius nedalyvauja perduodant informaciją, o tik ją gaunant. Taigi, sužadinimas į neurono kūną patenka trumpų dendritų šakų pagalba. Informacijos, kurią dendritas gali priimti, sudėtingumą lemia jos sinapsės (specifiniai nervų receptoriai), būtent paviršiaus skersmuo. Dendritai, dėl daugybės spyglių, gali užmegzti šimtus tūkstančių kontaktų su kitomis ląstelėmis.

Neuronų apykaita

Išskirtinis nervų ląstelių bruožas yra jų metabolizmas. Metabolizmas neurocituose išsiskiria dideliu greičiu ir vyraujančiais aerobiniais (deguonies pagrindu) procesais. Ši ląstelės ypatybė paaiškinama tuo, kad smegenų darbas yra be galo daug energijos reikalaujantis, o deguonies poreikis yra didelis. Nepaisant to, kad smegenys sveria tik 2% viso kūno svorio, deguonies suvartojimas yra maždaug 46 ml / min., Tai yra 25% viso kūno suvartojimo.

Be deguonies, pagrindinis smegenų audinio energijos šaltinis yra gliukozė, kur ji vykdo sudėtingas biochemines transformacijas. Galiausiai iš cukraus junginių išsiskiria didelis energijos kiekis. Taigi galima atsakyti į klausimą, kaip pagerinti smegenų nervinius ryšius: valgykite maisto produktus, kuriuose yra gliukozės junginių.

Neurono funkcijos

Nepaisant gana paprastos struktūros, neuronas turi daug funkcijų, kurių pagrindinės yra šios:

• dirginimo suvokimas;
• dirgiklių apdorojimas;
• impulsų perdavimas;
• formuojantis atsakymą.

Funkciniu požiūriu neuronai yra suskirstyti į tris grupes:

Be to, nervų sistemoje funkciškai išskiriama dar viena grupė - slopinantys (atsakingi už ląstelių sužadinimo slopinimą) nervai. Tokios ląstelės priešinasi elektrinio potencialo plitimui..

Neuronų klasifikacija

Nervų ląstelės yra įvairios, todėl neuronus galima klasifikuoti pagal skirtingus jų parametrus ir požymius, būtent:

• Kūno forma. Skirtingose ​​smegenų dalyse yra įvairių formų somos neurocitai:
  • žvaigždės formos;
  • fusiformas;
  • piramidinis („Betz“ ląstelės).
• Pagal procesų skaičių:
  • vienpolis: turi vieną procesą;
  • bipolinis: ant kūno yra du procesai;
  • daugiapolis: trys ar daugiau procesų yra panašių ląstelių somoje.
• Kontaktinės neurono paviršiaus savybės:
  • aksosomatinis. Šiuo atveju aksonas susisiekia su nervinių audinių kaimyninių ląstelių soma;
  • akso-dendritas. Šio tipo kontaktai apima aksono ir dendrito sujungimą;
  • axo-axonal. Vieno neurono aksonas turi ryšius su kitos nervinės ląstelės aksonu.

Neuronų tipai

Norint atlikti sąmoningus judesius, būtina, kad smegenų motorinėse konvulsijose susidaręs impulsas galėtų pasiekti reikalingus raumenis. Taigi išskiriami šie neuronų tipai: centrinis motorinis neuronas ir periferinis.

Pirmojo tipo nervinės ląstelės kilusios iš priekinės centrinės giros, esančios prieš didžiausią smegenų griovelį - Rolando griovelį, būtent iš „Betz“ piramidinių ląstelių. Toliau centrinio neurono aksonai eina giliau į pusrutulius ir praeina per vidinę smegenų kapsulę.

Periferinius motorinius neurocitus formuoja nugaros smegenų priekinių ragų motoriniai neuronai. Jų aksonai pasiekia įvairias formacijas, tokias kaip rezginiai, stuburo nervų sankaupos ir, svarbiausia, vykdantys raumenys..

Neuronų raida ir augimas

Nervų ląstelė yra kilusi iš kamieninių ląstelių. Besivystydami pradeda augti pirmieji aksonai, dendritai subręsta šiek tiek vėliau. Pasibaigus neurocitų proceso evoliucijai, ląstelės somoje susidaro nedidelis netaisyklingos formos antspaudas. Toks darinys vadinamas augimo kūgiu. Jame yra mitochondrijos, neurofilamentai ir kanalėliai. Ląstelės receptorių sistemos palaipsniui bręsta, o neurocitų sinapsiniai regionai plečiasi.

Keliai

Nervų sistema turi savo įtakos sferas visame kūne. Laidžių skaidulų pagalba atliekamas nervų sistemų, organų ir audinių reguliavimas. Smegenys, dėka plačios takų sistemos, visiškai kontroliuoja kiekvienos kūno struktūros anatominę ir funkcinę būseną. Inkstai, kepenys, skrandis, raumenys ir kiti - visa tai tikrina smegenis, kruopščiai ir kruopščiai koordinuoja ir reguliuoja kiekvieną audinio milimetrą. Nesėkmės atveju jis ištaiso ir parenka tinkamą elgesio modelį. Taigi kelių dėka žmogaus kūnas išsiskiria autonomija, savireguliacija ir prisitaikymu prie išorinės aplinkos..

Smegenų takai

Kelias yra nervų ląstelių rinkinys, kurio funkcija yra keistis informacija tarp skirtingų kūno dalių..

• Asociacinės nervinės skaidulos. Šios ląstelės jungia įvairius nervų centrus, esančius tame pačiame pusrutulyje..
• Komisiniai pluoštai. Ši grupė yra atsakinga už keitimąsi informacija tarp panašių smegenų centrų..
• Projekcinės nervinės skaidulos. Ši skaidulų kategorija sujungia smegenis su nugaros smegenimis..
• Exteroceptive keliai. Jie perduoda elektrinius impulsus iš odos ir kitų jutimo organų į nugaros smegenis..
• Proprioceptikas. Tokia kelių grupė praleidžia sausgyslių, raumenų, raiščių ir sąnarių signalus..
• Interoceptyviniai keliai. Šio trakto skaidulos kyla iš vidaus organų, kraujagyslių ir žarnyno vidurių..

5 sąveika su neuromediatoriais

Skirtingų vietų neuronai bendrauja tarpusavyje naudodami cheminio pobūdžio elektrinius impulsus. Taigi, koks yra jų išsilavinimo pagrindas? Yra vadinamieji neuromediatoriai (neuromediatoriai) - kompleksiniai cheminiai junginiai. Aksono paviršiuje yra nervų sinapsė - kontaktinis paviršius. Viena vertus, yra presinapsinis plyšys, kita vertus, postsinapsinis plyšys. Tarp jų yra atotrūkis - tai sinapsė. Presinapsinėje receptoriaus dalyje yra maišeliai (pūslelės), kuriuose yra tam tikras kiekis neurotransmiterių (kvantų)..

Kai impulsas artėja prie pirmosios sinapsės dalies, pradedamas kompleksinis biocheminis kaskados mechanizmas, dėl kurio atidaromi maišeliai su tarpininkais, o tarpinių medžiagų kiekiai sklandžiai teka į tarpą. Šiame etape impulsas išnyksta ir vėl atsiranda tik neuromediatoriams pasiekus postsinaptinį plyšį. Tada biocheminiai procesai vėl suaktyvinami atveriant vartus tarpininkams, o tie, kurie veikia mažiausius receptorius, paverčiami elektriniu impulsu, kuris eina toliau į nervinių skaidulų gelmes..

Tuo tarpu išskiriamos skirtingos tų pačių neuromediatorių grupės, būtent:

• Slopinantys neuromediatoriai yra grupė medžiagų, kurios slopina sužadinimą. Jie apima:
  • gama-amino sviesto rūgštis (GABA);
  • glicinas.
• Įdomūs tarpininkai:
  • acetilcholinas;
  • dopaminas;
  • serotonino;
  • norepinefrinas;
  • adrenalinas.

Ar atkurtos nervinės ląstelės

Ilgą laiką buvo tikima, kad neuronai nėra pajėgūs dalytis. Tačiau šis teiginys, pagal šiuolaikinius tyrimus, pasirodė esąs klaidingas: kai kuriose smegenų dalyse vyksta neurocitų pirmtakų neurogenezės procesas. Be to, smegenų audinys pasižymi išskirtinėmis neuroplastikos savybėmis. Yra daug atvejų, kai sveika smegenų dalis perima pažeistų funkciją.

Daugelis neuromokslininkų domėjosi, kaip pataisyti smegenų neuronus. Naujausi amerikiečių mokslininkų tyrimai parodė, kad norint laiku ir teisingai regeneruoti neurocitus, nereikia vartoti brangių vaistų. Norėdami tai padaryti, jums tiesiog reikia tinkamai nustatyti miego režimą ir valgyti tinkamai, į dietą įtraukiant B grupės vitaminus ir mažai kalorijų turinčius maisto produktus..

Jei pažeidžiami smegenų nerviniai ryšiai, jie sugeba pasveikti. Tačiau yra rimtų nervų jungčių ir takų patologijų, tokių kaip motorinių neuronų liga. Tada būtina kreiptis į specializuotą klinikinę priežiūrą, kur neurologai galės sužinoti patologijos priežastį ir teisingai gydyti..

Žmonės, kurie anksčiau vartojo ar vartojo alkoholį, dažnai užduoda klausimą, kaip atkurti smegenų neuronus po alkoholio vartojimo. Specialistas atsakytų, kad tam reikia sistemingai dirbti su savo sveikata. Veiklos diapazonas apima subalansuotą mitybą, reguliarų mankštą, protinę veiklą, vaikščiojimą ir keliones. Įrodyta, kad smegenų nerviniai ryšiai vystosi tyrinėjant ir apmąstant informaciją, kuri žmogui yra visiškai nauja..

Esant nereikalingos informacijos pertekliui, esant greito maisto rinkai ir nejudriam gyvenimo būdui, smegenys kokybiškai pasiduoda įvairiems nuostoliams. Aterosklerozė, trombozės susidarymas kraujagyslėse, lėtinis stresas, infekcijos - visa tai yra tiesioginis kelias į smegenų užsikimšimą. Nepaisant to, yra vaistų, kurie atkuria smegenų ląsteles. Pagrindinė ir populiari grupė yra nootropikai. Šios kategorijos vaistai skatina medžiagų apykaitą neurocituose, didina atsparumą deguonies trūkumui ir teigiamai veikia įvairius psichinius procesus (atmintį, dėmesį, mąstymą). Be nootropinių vaistų, farmacijos rinka siūlo preparatų, kurių sudėtyje yra nikotino rūgšties, stiprinančių kraujagyslių sieneles ir kt. Reikėtų prisiminti, kad smegenų nervinių jungčių atstatymas vartojant įvairius vaistus yra ilgas procesas..

Alkoholio poveikis smegenims

Alkoholis neigiamai veikia visus organus ir sistemas, o ypač smegenis. Etilo alkoholis lengvai prasiskverbia pro smegenų apsauginius barjerus. Alkoholio metabolitas acetaldehidas kelia rimtą grėsmę neuronams: alkoholio dehidrogenazė (fermentas, kuris kepenyse apdoroja alkoholį), kai organizmas jį apdoroja, naudoja daugiau skysčių, įskaitant vandenį iš smegenų. Taigi alkoholiniai junginiai tiesiog išdžiovina smegenis, ištraukdami iš jų vandenį, dėl ko atrofuojasi smegenų struktūros ir įvyksta ląstelių mirtis. Vienkartinio alkoholio vartojimo atveju tokie procesai yra grįžtami, ko negalima ginčyti apie lėtinį alkoholio vartojimą, kai, be organinių pokyčių, susidaro ir stabilios alkoholio patocharakterologinės savybės. Išsamesnė informacija apie tai, kaip pasireiškia „Alkoholio poveikis smegenims“.

Smegenų neuronų sandara ir funkcija

Žmogaus smegenys yra centrinė nervų sistemos dalis. Visi organizme vykstantys procesai yra valdomi čia, remiantis informacija iš išorinio pasaulio..

Smegenų neuronai yra struktūriniai nervinio audinio funkciniai vienetai, kurie suteikia gyviems organizmams galimybę prisitaikyti prie išorinės aplinkos pokyčių. Žmogaus smegenys susideda iš neuronų.

Smegenų neuronų funkcijos:

• informacijos apie išorinės aplinkos pokyčius perdavimas;
• informacijos įsiminimas ilgą laiką;
• pagal gautą informaciją sukurti išorinio pasaulio įvaizdį;
• optimalaus žmogaus elgesio organizavimas.

Visos šios užduotys yra pavaldžios vienam tikslui - užtikrinti sėkmę gyvam organizmui kovoje už būvį..

Šiame straipsnyje bus aptartos šios neuronų savybės:

• struktūra;
• santykius tarpusavyje;
• rūšys;
• raida skirtingais žmogaus gyvenimo laikotarpiais.

Be to, straipsnio pabaigoje rasite rekomendacijas, kaip išlaikyti nervų audinius sveiką..

Kairiajame smegenų pusrutulyje yra 200 000 000 daugiau neuronų nei dešiniajame.

Nervų ląstelių struktūra

Smegenų neuronai yra netaisyklingos formos, jie gali atrodyti kaip lapas ar žiedas, turėti skirtingus griovelius ir susisukimus. Spalvų paletė taip pat yra įvairi. Mokslininkai mano, kad yra ryšys tarp ląstelės spalvos ir formos bei jos paskirties..

Pavyzdžiui, regimosios žievės projekcijos srityje esantys receptyvieji ląstelių laukai turi pailgą formą, kuri padeda joms selektyviai reaguoti į atskirus skirtingų krypčių erdvės linijų fragmentus..

Kiekviena ląstelė turi kūną ir procesus. Smegenų audinyje yra įprasta atskirti pilką ir baltą medžiagą. Neuronų kūnai kartu su glijos ląstelėmis, kurie apsaugo, izoliuoja ir išsaugo nervinio audinio struktūrą, sudaro pilkąją medžiagą. Procesai, organizuoti į ryšulius pagal funkcinę paskirtį, yra baltoji medžiaga.

Žmonių neuronų ir glijos santykis yra 1:10.

• aksonai - turi pailgą išvaizdą, gale jie išsišakoja į galus - nervų galūnėles, reikalingas impulsams perduoti į kitas ląsteles;
• dendritai - trumpesni už aksonus, taip pat turi šakotą struktūrą; per juos neuronas gauna informaciją.

Šios struktūros dėka smegenų neuronai „bendrauja“ tarpusavyje ir jungiasi į neuroninius tinklus, kurie formuoja smegenų audinį. Tiek dendritai, tiek aksonai nuolat auga. Šis nervų sistemos plastiškumas yra intelekto vystymosi pagrindas..

Nervas yra daugybės aksonų, priklausančių skirtingoms nervų ląstelėms, rinkinys.

Sinaptiniai ryšiai

Neuroninių tinklų formavimasis grindžiamas elektriniu sužadinimu, kurį sudaro du procesai:

• elektrinio sužadinimo paleidimas iš išorinių įtakų energijos - atsiranda dėl ypatingo ant dendritų esančių membranų jautrumo;
• pradedant ląstelių aktyvumą pagal gautą signalą ir veikiant kitus nervų sistemos struktūrinius vienetus.

Neuronų greitis apskaičiuojamas per kelias milisekundes.

Neuronai yra sujungti vienas su kitu per specialias struktūras - sinapses. Jie susideda iš presinapsinių ir postsinapsinių membranų, tarp kurių yra skysčio pripildyta sinapsinė plyšys..

Pagal veikimo pobūdį sinapsės gali būti sužadinamos ir slopinančios. Signalo perdavimas gali būti cheminis ir elektrinis.

Pirmuoju atveju ant presinapsinės membranos sintetinami neurotransmiteriai, kurie iš specialių pūslelių - pūslelių patenka į kitos ląstelės postsinapsinės membranos receptorius. Po jų poveikio tam tikro tipo jonai gali masiškai patekti į kaimyninį neuroną. Tai daro per kalio ir natrio kanalus. Normalioje būsenoje jie yra uždari, neigiamai įkrauti jonai yra ląstelės viduje ir teigiamai išorėje. Vadinasi, ant apvalkalo susidaro įtampos skirtumas. Tai yra poilsio galimybė. Po to, kai teigiamai įkrauti jonai patenka į vidų, atsiranda veiksmo potencialas - nervinis impulsas.

Ląstelių pusiausvyra atstatoma specializuotų baltymų - kalio-natrio pompų pagalba.

Cheminės sinapsės savybės:

• sužadinimas atliekamas tik viena kryptimi;
• signalo perdavimo vėlavimas nuo 0,5 iki 2 ms, susijęs su mediatoriaus išsiskyrimo procesų trukme, jo perdavimu, sąveika su receptoriumi ir veikimo potencialo susidarymu;
• nuovargis gali atsirasti dėl siųstuvo atsargų išeikvojimo ar nuolatinės membranos depoliarizacijos atsiradimo;
• didelis jautrumas nuodams, vaistams ir kitoms biologiškai aktyvioms medžiagoms.

Šiuo metu žinoma daugiau nei 100 neuromediatorių. Šių medžiagų pavyzdžiai yra dopaminas, norepinefrinas, acetilcholinas.

Elektros perdavimui būdingas siauras sinapsinis tarpas ir sumažėjęs atsparumas tarp membranų. Šiuo atveju presinapsinės membranos sukurtas potencialas sukelia sužadinimo plitimą ant postsinaptinės membranos..

Elektrinės sinapsės savybės:

• informacijos perdavimo greitis yra didesnis nei cheminėse sinapsėse;
• galimas tiek vienos, tiek dviejų krypčių signalo perdavimas (priešinga kryptimi).

Taip pat yra mišrių sinapsių, kuriose sužadinimas gali būti perduodamas tiek neuromediatorių, tiek elektrinių impulsų pagalba..

Atmintis apima gautos informacijos saugojimą ir atkūrimą. Dėl treniruočių lieka vadinamieji atminties pėdsakai, o jų rinkiniai formuoja gramas - „rekordus“. Neuroninis mechanizmas yra toks: grandinėlėje daug kartų praeina tam tikri impulsai, sinapsėse formuojasi struktūriniai ir biocheminiai pokyčiai. Šis procesas vadinamas konsolidavimu. Daugkartinis tų pačių kontaktų naudojimas sukuria specifinius baltymus - tai atminties pėdsakai.

Smegenų audinio vystymosi ypatumai

Smegenų struktūros ir toliau formuojasi iki 3 metų. Smegenų masė padvigubėja iki pirmųjų vaiko metų pabaigos.

Nervinio audinio brandą lemia dviejų procesų išsivystymo laipsnis:

• mielinizacija - izoliacinių membranų susidarymas;
• sinaptogenezė - sinapsinių ryšių susidarymas.

Mielinizacija prasideda 4-ąjį intrauterinio gyvenimo mėnesį su evoliuciškai „senesnėmis“ smegenų struktūromis, atsakingomis už sensorines ir motorines funkcijas. Skeleto raumenis kontroliuojančiose sistemose - prieš pat kūdikio gimimą ir aktyviai tęsiasi pirmaisiais gyvenimo metais. O srityse, susijusiose su aukštesnėmis psichinėmis funkcijomis, tokiomis kaip mokymasis, kalba, mąstymas, mielinizacija prasideda tik gimus.

Štai kodėl šiuo laikotarpiu infekcijos ir virusai, darantys kenksmingą smegenims, yra ypač pavojingi. Tai galima palyginti su automobilio avarija: susidūrimas mažu greičiu padarys mažiau žalos nei važiuojant dideliu greičiu. Taip yra čia - kišimasis į aktyvų brendimo procesą gali padaryti didžiulę žalą ir sukelti liūdnas pasekmes - cerebrinį paralyžių, protinį atsilikimą ar protinį atsilikimą..

Psichofiziologinių individo savybių stabilizavimas vyksta 20–25 m.

Atskiros nervinės ląstelės vystymasis prasideda nuo formacijos, turinčios specifinį elektrinį aktyvumą. Jo procesai, išsitiesdami, prasiskverbia į aplinkinius audinius ir užmezga sinapsinius kontaktus. Taigi įvyksta visų kūno organų ir sistemų inervacija (kontrolė). Šį procesą kontroliuoja daugiau nei pusė žmogaus genų..

Ląstelės sujungiamos į specialias tarpusavyje sujungtas struktūras - neuroninius tinklus, atliekančius specifines funkcijas.

Viena iš mokslinių prielaidų sako, kad smegenų neuronų struktūros hierarchija primena visatos struktūrą..

Neuronų raida, jų specializacija tęsiasi visą žmogaus gyvenimą. Suaugusiam ir kūdikiui neuronų skaičius yra maždaug vienodas, tačiau procesų trukmė ir jų skaičius daug kartų skiriasi. Tai susiję su mokymusi ir naujų ryšių užmezgimu..

Nervinių ląstelių ir jų šeimininko egzistavimo trukmė dažniausiai sutampa.

Nervų ląstelių tipai

Kiekvienas smegenų nervų sistemos elementas atlieka tam tikrą funkciją. Apsvarstykite, už ką atsakingi tam tikri neuronų tipai..

Receptoriai

Dauguma receptorių neuronų yra nugaros smegenyse, jų funkcija yra perduoti signalą iš jutimo organų receptorių į centrinę nervų sistemą.

Vadovauti neuronams

Čia sutampa keliai iš ląstelių detektorių, trumpalaikės ir ilgalaikės atminties, ir sprendimas priimamas atsakant į gaunamą signalą. Tada komanda išsiunčiama į premotorines zonas ir susidaro reakcija.

Efektoriai

Jie perduoda signalą organams ir audiniams. Šie neuronai turi ilgus aksonus. Motoriniai neuronai yra efektorinės ląstelės, kurių aksonai sudaro nervines skaidulas, vedančias į raumenis. Efektoriniai neuronai, reguliuojantys autonominės nervų sistemos veiklą (ji apima medžiagų apykaitą, vidaus organų kontrolę, kvėpavimą, širdies plakimą - viskas, kas vyksta be sąmoningos kontrolės) yra už smegenų ribų.

Tarpinis

Jie taip pat vadinami kontaktinėmis arba intarpinėmis ląstelėmis - šios ląstelės yra jungtis tarp receptorių ir efektorių.

Veidrodiniai neuronai

Šie neuronai yra įvairiose centrinės nervų sistemos dalyse. Manoma, kad evoliuciškai jie atsirado tam, kad jaunikliai geriau ir greičiau įsikurtų aplinkiniame pasaulyje..

Ląstelės buvo rastos atlikus eksperimentą su beždžionėmis. Gyvūnas maistą iš lovio paėmė specialiais įrankiais. Kai mokslininkė padarė tą patį, paaiškėjo, kad tam tikros žievės dalys yra aktyvuojamos eksperimentiniame asmenyje, tarsi ji pati tai padarė..

Veidrodinių neuronų darbas pagrįstas empatija, socialiniais įgūdžiais, mokymusi, kartojimu, mėgdžiojimu. Gebėjimas numatyti taip pat taikomas šioms ląstelėms..

Mokslininkai nustatė, kad aiškiai įsivaizduoti ir daryti yra beveik tas pats. Toks postoterapijos metodas yra toks psichoterapijos metodas kaip vizualizacija..

Veidrodiniai neuronai yra kultūrinio sluoksnio perdavimo iš kartos į kartą ir jo augimo pagrindas. Pavyzdžiui, mokydamiesi tapyti, pirmiausia pakartojame esamus metodus, tai yra, imituojame. Ir tada, remiantis šia patirtimi, kuriami originalūs kūriniai..

Naujumo ir tapatumo neuronai

Naujumo neuronai pirmą kartą buvo atrasti tiriant varles, o vėliau buvo rasti žmonėms. Šios ląstelės nustoja reaguoti į pasikartojantį dirgiklį. Signalo pasikeitimas, priešingai, išprovokuoja jų suaktyvėjimą..

Tapatybės ląstelės aptinka pasikartojantį signalą, kuris leidžia skleisti anksčiau naudotą atsaką, kartais net prieš stimulą - ekstrapolinį atsaką.

Jų bendras veiksmas pabrėžia naujumą, susilpnina įprastų dirgiklių įtaką ir optimizuoja reaguojančio elgesio formavimosi laiką..

Ligos, susijusios su nervinio audinio defektais

Įvairūs nervinių jungčių sutrikimai smegenyse gali būti pagrįsti daugeliu žmogaus sveikatos sutrikimų..

Autizmas

Mokslininkai mano, kad autizmas siejamas su veidrodinių neuronų neišsivystymu ar disfunkcija. Vaikas, žiūrėdamas į suaugusį žmogų, negali suprasti kito žmogaus elgesio ir emocijų bei nuspėti jo veiksmų. Kyla baimė. Apsauginė reakcija - užsidarymas savyje.

Parkinsono liga

Sutrikus motorinei funkcijai dėl šio negalavimo priežastis yra dopaminą gaminančių neuronų pažeidimas ir mirtis.

Alzheimerio liga

Viena iš galimų priežasčių yra sumažėjusi neurotransmiterio acetilcholino gamyba. Antrasis variantas yra amiloido plokštelių kaupimasis nerviniame audinyje - patologinė baltymų plokštelė.

Šizofrenija

Viena teorija yra ta, kad nutrūksta bendravimas tarp šizofreniko smegenų ląstelių. Tyrimai parodė, kad tokiems žmonėms genai, atsakingi už neurotransmiterių išsiskyrimą sinapsėse, neveikia tinkamai. Kita versija yra per didelė dopamino gamyba. Trečioji ligos kilmės teorija yra nervų impulsų perdavimo greičio sumažėjimas dėl mielino apvalkalų pažeidimo.

Neurodegeneracinės ligos (susijusios su neuronų mirtimi) jaučiasi tada, kai dauguma ląstelių žūva, todėl gydymas pradedamas vėliau. Žmogus atrodo sveikas, nėra jokių ligos požymių, o pavojingas procesas jau prasidėjo. Taip yra dėl to, kad žmogaus smegenys yra labai lanksčios ir turi galingus kompensacinius mechanizmus. Pavyzdys: Kai sergant Parkinsono liga miršta dopaminą gaminantys neuronai, likusios ląstelės gamina daugiau medžiagos. Taip pat padidėja ląstelių, gaunančių signalą, neurotransmiteriui jautrumas. Kurį laiką šie procesai neleidžia pasireikšti ligos simptomams..

Su negalavimais, kuriuos sukelia chromosomų anomalijos (Dauno sindromas, Williamso sindromas), nustatomi patologiniai nervų ląstelių tipai.

Kaip išlaikyti sveikas nervų ląsteles

Neuronų sveikata yra raktas į laimingą gyvenimą ir gebėjimą gyventi aktyvų gyvenimo būdą vyresniame amžiuje. Mūsų rekomendacijos padės jums tai padaryti.

1. Intelektinė veikla visą gyvenimą prisideda prie darbingumo išsaugojimo iki senatvės. Būtina suteikti nervinėms ląstelėms apkrovą, sukurti naujus nervinius ryšius ir sustiprinti senus, lavinti smegenis.
2. Jūs turite valgyti sveiką maistą, kuriame yra riebalų, nes neuronų membrana iš tikrųjų susideda iš riebalų - lipidų.
3. Gerti daugiau skysčių - smegenyse yra 75% vandens. Dėl tos pačios priežasties nereikėtų piktnaudžiauti alkoholiu, nes jis sausina organizmą..
4. Kad smegenų neuronai galėtų atsibusti ryte, gerai jiems šiek tiek pašildyti, pavyzdžiui, išspręsti kryžiažodį, prisiminti keletą užsienio kalbos žodžių, išspręsti matematikos uždavinį..
5. Kvėpuokite grynu oru - smegenys sunaudoja 20% įkvepiamo deguonies.
6. Sportuojant pagerėja kraujotaka visame kūne, o kraujas aprūpina smegenis deguonimi.
7. Miegokite bent 7–9 valandas per dieną. Kai mes miegame, dienos metu gaunama informacija yra susisteminta: visi žino, kad Mendelejevas sapne regėjo periodinę cheminių elementų sistemą. Jei žmogus nepakankamai pailsės, smegenų ištekliai bus išeikvoti..

Išvada

Smegenų neuronų plastiškumas leidžia ne tik vykdyti genetiškai duotas programas, bet ir kurti naujas. Žmogaus nervų sistemos įvaizdžiu ir panašumu dirbama dirbtinio intelekto kūrimo srityje. Yra daug mokslinių diskusijų apie šių pokyčių etiką, galimybes ir pavojus. Šiuo metu mokslininkai svarsto naujas nervų jungčių formavimo koncepcijas, taikydami sudėtingiausius matematinius metodus. Žmogaus smegenys vis dar kupinos daugybės paslapčių, kurias mokslininkai dar turi išspręsti.

Kaip veikia mūsų smegenys arba kaip modeliuoti sielą?

Sveiki, Geektimes! Anksčiau publikuotame straipsnyje buvo pateiktas nervų sistemos modelis, aprašysiu teoriją ir principus, kurie sudarė jos pagrindą.

Teorija pagrįsta turimos šiuolaikinės neurobiologijos ir smegenų fiziologijos informacijos apie biologinį neuroną ir nervų sistemą analize.

Pirmiausia pateiksiu trumpą informaciją apie modeliavimo objektą, visa informacija pateikiama žemiau, atsižvelgta ir naudojama modelyje.

NEURONAS

Neuronas yra pagrindinis nervų sistemos funkcinis elementas; jis susideda iš nervinės ląstelės kūno ir jo procesų. Yra dviejų tipų procesai: aksonai ir dendritai. Aksonas yra ilgas mielinizuotas procesas, perduodantis nervinius impulsus dideliais atstumais. Dendritas yra trumpas, išsišakojantis procesas, dėl kurio yra ryšys su daugeliu kaimyninių ląstelių.

TRYS NEURONŲ RŪŠYS

Neuronai gali labai skirtis savo forma, dydžiu ir konfigūracija, nepaisant to, skirtingose ​​nervų sistemos dalyse yra esminis nervinio audinio panašumas ir nėra rimtų evoliucinių skirtumų. Apolijaus moliusko nervinė ląstelė gali išskirti tuos pačius neurotransmiterius ir baltymus kaip ir žmogaus ląstelė.

Priklausomai nuo konfigūracijos, išskiriami trys neuronų tipai:

a) receptorių, centripetaliniai ar aferentiniai neuronai, šie neuronai turi centripetalinį aksoną, kurio gale yra receptoriai, receptoriai arba aferentinės galūnės. Šiuos neuronus galima apibrėžti kaip elementus, kurie perduoda išorinius signalus sistemai..

b) interneuronai (įterpimo, kontaktiniai ar tarpiniai) neuronai, kurie neturi ilgų procesų, tačiau turi tik dendritus. Tokių neuronų žmogaus smegenyse yra daugiau nei kitų. Šio tipo neuronai yra pagrindinis reflekso lanko elementas..

c) varikliai, išcentriniai ar eferentiniai, jie turi išcentrinį aksoną, kurio eferentinės galūnės perduoda sužadinimą į raumenų ar liaukų ląsteles. Eferentiniai neuronai padeda perduoti signalus iš nervinės aplinkos į išorinę aplinką..

Paprastai dirbtinių neuroninių tinklų straipsniuose nurodoma, kad yra tik motoriniai neuronai (su išcentriniu aksonu), kurie yra sujungti hierarchinės struktūros sluoksniais. Panašus aprašymas tinka ir biologinei nervų sistemai, tačiau tai yra tam tikras ypatingas atvejis, mes kalbame apie struktūras, pagrindinius sąlyginius refleksus. Kuo aukštesnė evoliucine prasme yra nervų sistema, tuo mažiau joje vyrauja tokios struktūros kaip „sluoksniai“ ar griežta hierarchija..

Nervinio jaudulio perdavimas

Sužadinimas perduodamas iš neurono į neuroną per specialius sustorėjimus dendritų galuose, vadinamus sinapsėmis. Pagal perdavimo tipą sinapsės skirstomos į dvi rūšis: chemines ir elektrines. Elektrinės sinapsės perduoda nervinius impulsus tiesiogiai per sąlyčio tašką. Tokių sinapsių nervų sistemose yra labai mažai, modeliuose į jas nebus atsižvelgta. Cheminės sinapsės perduoda nervinį impulsą per specialią neuromediatorių medžiagą (neuromediatorių, neuromediatorių), tokio tipo sinapsė yra plačiai paplitusi ir reiškia darbo kintamumą.
Svarbu pažymėti, kad biologiniame neurone nuolat vyksta pokyčiai, auga nauji dendritai ir sinapsės, galimos neuronų migracijos. Sąlyčio su kitais neuronais vietose susidaro neoplazmos, perduodančiam neuronui tai yra sinapsė, priimančiam neuronui - postsinapsinė membrana, aprūpinta specialiais receptoriais, reaguojančiais į siųstuvą, tai yra, galime sakyti, kad neurono membrana yra imtuvas, o dendritų sinapsės yra siųstuvai signalas.

PASLAUGOS

Suaktyvinus sinapsę, ji išlaisvina neuromediatoriaus dalis, šios dalys gali skirtis, kuo daugiau siųstuvo išleidžiama, tuo didesnė tikimybė, kad gautą signalą suaktyvins nervinė ląstelė. Mediatorius, įveikdamas sinoptinį tarpą, patenka į postsinaptinę membraną, ant kurios yra receptoriai, reaguojantys į tarpininką. Be to, tarpininką gali sunaikinti specialus destruktyvus fermentas arba absorbuoti atgal sinapsė. Tai sutrumpina tarpininko veikimo receptoriams laiką..
Be to, be stimuliuojančio poveikio, yra ir sinapsių, kurios slopina neuroną. Paprastai tokios sinapsės priklauso tam tikriems neuronams, kurie vadinami slopinančiais neuronais..
Gali būti daugybė sinapsių, jungiančių neuroną su ta pačia tiksline ląstele. Paprastumo dėlei tarkime, kad visas vieno neurono veiksmų rinkinys kitam tiksliniam neuronui yra sinapsė su tam tikra smūgio jėga. Pagrindinė sinapsės charakteristika bus jos stiprumas.

NEURONO SUJUDIMO BŪKLĖ

Ramybės būsenoje neurono membrana yra poliarizuota. Tai reiškia, kad dalelės, turinčios priešingus krūvius, yra abiejose membranos pusėse. Ramybės būsenoje išorinis membranos paviršius yra teigiamai įkrautas, o vidinis - neigiamai. Pagrindiniai krūvio nešėjai organizme yra natrio (Na +), kalio (K +) ir chloro (Cl-) jonai.
Skirtumas tarp krūvių ant membranos paviršiaus ir ląstelės kūno viduje yra membranos potencialas. Tarpininkas sukelia poliarizacijos sutrikimus - depoliarizaciją. Teigiami jonai už membranos per atvirus kanalus veržiasi į ląstelės kūną, keisdami krūvio santykį tarp membranos paviršiaus ir ląstelės kūno..

Membranos potencialo pokytis sužadinant neuroną

Membraninio potencialo pokyčių pobūdis nervinio audinio aktyvacijos metu nepakinta. Nepaisant to, koks stiprus poveikis yra neuronui, jei jėga viršija tam tikrą ribą, atsakas bus tas pats.
Žvelgdamas į ateitį, noriu pažymėti, kad net pėdsakų potencialas yra svarbus nervų sistemos darbe (žr. Aukščiau pateiktą grafiką). Jie neatsiranda, dėl kai kurių harmoninių virpesių, subalansuojančių krūvius, jie yra griežtas tam tikros nervinio audinio būsenos fazės pasireiškimas sužadinant..

ELEKTROMAGNETINĖS SĄVEIKOS TEORIJA

Taigi žemiau pateiksiu teorines prielaidas, kurios leis mums sukurti matematinius modelius. Pagrindinė mintis yra sąveika tarp krūvių, susidarančių ląstelės kūne, jo veiklos metu, ir krūvių, atsirandančių iš kitų aktyvių ląstelių membraninių paviršių. Šie krūviai yra priešingi, šiuo atžvilgiu galima daryti prielaidą, kaip krūviai bus išdėstyti ląstelės kūne veikiant kitų aktyvių ląstelių krūviams.

Galime sakyti, kad neuronas per atstumą pajunta kitų neuronų veiklą, siekia nukreipti sužadinimo sklidimą kitų aktyvių sričių kryptimi.
Neuronų aktyvumo momentu galima apskaičiuoti tam tikrą erdvės tašką, kuris būtų apibrėžtas kaip krūvių masių, esančių ant kitų neuronų paviršių, suma. Nurodytas taškas bus vadinamas modelio tašku, jo vieta priklauso nuo visų nervų sistemos neuronų aktyvumo fazių derinio. Nervų sistemos fiziologijos modelis yra unikalus aktyvių ląstelių derinys, tai yra, mes galime kalbėti apie sužadintų smegenų regionų įtaką atskiro neurono darbui.
Neurono darbą būtina įsivaizduoti ne tik kaip skaičiuoklę, bet ir kaip tam tikrą sužadinimo relę, kuri pasirenka sužadinimo sklidimo kryptis, taigi susidaro sudėtingos elektrinės grandinės. Iš pradžių buvo daroma prielaida, kad neuronas tiesiog selektyviai išjungia / įjungia savo sinapses perduoti, priklausomai nuo pageidaujamos sužadinimo krypties. Bet atlikus išsamesnį neurono pobūdžio tyrimą, buvo padaryta išvada, kad neuronas gali pakeisti poveikio tikslinei ląstelei laipsnį stiprindamas savo sinapses, todėl neuronas tampa lankstesnis ir kintamesnis nervų sistemos skaičiavimo elementas..

Kokia yra pageidaujama žadinimo perdavimo kryptis? Atliekant įvairius eksperimentus, susijusius su besąlyginių refleksų formavimusi, galima nustatyti, kad nervų sistemoje susidaro takai arba refleksiniai lankai, kurie jungia aktyvuotas smegenų sritis besąlyginių refleksų formavimosi metu, kuriami asociatyvūs ryšiai. Tai reiškia, kad neuronas turi perduoti sužadinimus kitoms aktyvioms smegenų dalims, prisiminti kryptį ir naudoti ją ateityje..
Įsivaizduokite vektorių, kurio pradžia yra aktyviojo narvo centre, o jo galas nukreiptas į tam tikram neuronui apibrėžto modelio tašką. Pažymėkime kaip pageidaujamos sužadinimo sklidimo krypties vektorių (T, tendencija). Biologiniame neurone T vektorius gali pasireikšti pačios neuroplazmos struktūroje, galbūt tai yra jonų judėjimo kanalo kūne kanalai ar kiti neurono struktūros pokyčiai..
Neuronas turi atminties savybę, jis gali įsiminti vektorių T, šio vektoriaus kryptį, jis gali keistis ir būti perrašomas priklausomai nuo išorinių veiksnių. Tai, kiek vektorius T gali pasikeisti, vadinamas neuroplastika..
Šis vektorius savo ruožtu daro įtaką neuronų sinapsių darbui. Kiekvienai sinapsei apibrėžiame vektorių S, kurio pradžia yra ląstelės centre, o pabaiga nukreipta į tikslinio neurono centrą, su kuriuo sinapsė yra sujungta. Dabar kiekvienos sinapsės įtakos laipsnį galima nustatyti taip: kuo mažesnis kampas tarp vektoriaus T ir S, tuo labiau sustiprės sinapsė; kuo mažesnis kampas, tuo labiau sinapsė susilpnės ir galbūt gali sustabdyti sužadinimo perdavimą. Kiekviena sinapsė turi nepriklausomą atminties savybę; ji prisimena savo galios prasmę. Šios vertės keičiasi kiekvieną kartą įjungus neuroną, veikiant vektoriui T, jos arba padidėja, arba sumažėja tam tikra verte.

MATEMATINIS MODELIS

Neurono įvesties signalai (x1, x2,... xn) yra realūs skaičiai, apibūdinantys neuroną veikiančių neuronų sinapsių stiprumą.
Teigiama įvesties vertė reiškia stimuliuojantį poveikį neuronui, o neigiama reikšmė - slopinamąjį poveikį.
Biologiniam neuronui nesvarbu, iš kur jį sužadinantis signalas, jo veiklos rezultatas bus identiškas. Neuronas bus aktyvuotas, kai įtakos jam suma viršys tam tikrą ribinę vertę. Todėl visi signalai praeina per sumuotoją (a), o kadangi neuronai ir nervų sistema veikia realiu laiku, todėl įvesties poveikį reikėtų įvertinti per trumpą laiką, tai yra, sinapsės poveikis yra laikinas..
Sudėtinės rezultatas praeina slenksčio funkciją (b), jei suma viršija ribinę vertę, tai sukelia neurono aktyvumą.
Suaktyvėjęs neuronas signalizuoja apie savo veiklą sistemai, pažangią informaciją apie jo padėtį nervų sistemos erdvėje ir krūvį, kintantį laike (c).
Po tam tikro laiko, po aktyvacijos, neuronas perduoda sužadinimą į visas galimas sinapses, prieš tai perskaičiavęs jų stiprumą. Per visą aktyvacijos laikotarpį neuronas nustoja reaguoti į išorinius dirgiklius, tai yra, ignoruojami visi kitų neuronų sinapsių padariniai. Aktyvacijos laikotarpis taip pat apima neuronų atsigavimo laikotarpį.
Vektorius T (r) koreguojamas atsižvelgiant į modelio Pp vertę ir neuroplastikos lygį. Be to, dar kartą įvertinamos visų neurono sinapsių jėgų vertės (e).
Atkreipkite dėmesį, kad d ir e blokai vykdomi lygiagrečiai su c blokais.

BANGOS POVEIKIS

Atidžiai išanalizavę siūlomą modelį, galite pastebėti, kad sužadinimo šaltinis turėtų labiau paveikti neuroną nei kita nutolusi, aktyvi smegenų dalis. Todėl kyla klausimas: kodėl vis tiek vyksta perkėlimas kitos aktyvios svetainės kryptimi??
Šią problemą pavyko nustatyti tik sukūrus kompiuterio modelį. Sprendimą paskatino membranos potencialo pokyčių neuronų veikloje grafikas.

Sustiprinta neurono repoliarizacija, kaip minėta anksčiau, yra svarbi nervų sistemai, jos dėka sukuriamas bangos efektas, nervinio sužadinimo noras pasklis iš sužadinimo šaltinio..
Dirbdamas su modeliu pastebėjau du efektus, jei pėdsakų potencialas yra nepaisomas arba nepakankamai didelis, tada sužadinimas neplinta iš šaltinių, o yra linkęs lokalizuotis. Jei pėdsakų potencialą padarysime labai didelį, tai jaudulys linkęs „išsisklaidyti“ įvairiomis kryptimis ne tik iš savo šaltinio, bet ir iš kitų.

Kognityvinė žemėlapis

Naudojant elektromagnetinės sąveikos teoriją, galima paaiškinti daugelį nervų sistemoje vykstančių reiškinių ir kompleksinių procesų. Pavyzdžiui, vienas naujausių atradimų, plačiai aptariamas smegenų moksle, yra pažintinių žemėlapių atradimas hipokampe..
Hipokampas yra smegenų dalis, atsakinga už trumpalaikę atmintį. Eksperimentai su žiurkėmis parodė, kad tam tikra vieta labirinte atitinka jos pačios lokalizuotą ląstelių grupę hipokampe, ir nesvarbu, kaip gyvūnas pateks į šią vietą, nervinė audinio dalis, atitinkanti šią vietą, vis tiek bus aktyvuota. Natūralu, kad gyvūnas turi prisiminti šį labirintą, nepasikliauti labirinto erdvės ir pažintinio žemėlapio topologine korespondencija..

Kiekviena labirinto vieta smegenyse vaizduojama kaip skirtingo pobūdžio dirgiklių rinkinys: kvapai, sienų spalva, galimi pastebimi objektai, būdingi garsai ir kt. Šie dirgikliai atsispindi žievėje, įvairiuose jutimo organų vaizduose, veikimo pliūpsnių pavidalu tam tikrais deriniais. Smegenys vienu metu apdoroja informaciją keliuose skyriuose, dažnai informacijos kanalai yra atskirti, ta pati informacija patenka į skirtingas smegenų dalis.

Vietos neuronų aktyvavimas, atsižvelgiant į jų padėtį labirinte (skirtingų neuronų veikla rodoma skirtingomis spalvomis). šaltinis

Hipokampas yra smegenų centre, iš jo pašalinama visa kara ir jos regionai, tuo pačiu atstumu. Jei kiekvienam unikaliam dirgiklių deriniui nustatysime krūvių masės tašką neuronų paviršiuose, tada matysime, kad šie taškai bus skirtingi ir išsidėstys maždaug smegenų centre. Sužadinimas linkęs į šiuos taškus ir pasklis hipokampe, formuodamas stabilias jaudulio sritis. Be to, keičiant dirgiklių derinius, modelis pasikeis. Pažintinio žemėlapio skyriai bus susieti vienas su kitu nuosekliai, o tai sukels faktą, kad gyvūnas, atsidūręs pažįstamo labirinto pradžioje, gali prisiminti visą tolesnį kelią.

Išvada

Daugeliui kils klausimas, kur šiame darbe yra prielaidos racionalumo elementui ar aukštesnės intelektinės veiklos apraiškai?
Svarbu pažymėti, kad žmogaus elgesio reiškinys yra biologinės struktūros veikimo pasekmė. Todėl norint imituoti protingą elgesį, reikia gerai suprasti biologinių struktūrų veikimo principus ir ypatybes. Deja, biologijos moksle aiškus algoritmas dar nebuvo pateiktas: kaip veikia neuronas, kaip jis supranta, kur būtina auginti dendritus, kaip įrengti jo sinapses, kad nervų sistemoje galėtų susidaryti paprastas sąlyginis refleksas, panašus į parodytą ir aprašytą jo darbai, akademikas I.P. Pavlovas.
Kita vertus, dirbtinio intelekto moksle, taikant metodą „iš apačios į viršų“ (biologinis), susiklostė paradoksali situacija, būtent: kai tyrimuose naudojami modeliai yra pagrįsti pasenusiomis idėjomis apie biologinį neuroną, konservatyvumas, kuris remiasi perceptronu, nepergalvojant jo pagrindinių principų, be kalbant apie biologinį šaltinį, išrandama vis daugiau genialių algoritmų ir struktūrų, neturinčių biologinių šaknų.
Žinoma, niekas nemenkina klasikinių neuroninių tinklų, sukūrusių daug naudingos programinės įrangos produktų, nuopelnų, tačiau žaidimas su jais nėra būdas sukurti protingai veikiančią sistemą..
Be to, neretai teigiama, kad neuronas yra tarsi galinga skaičiavimo mašina, priskiriama kvantinių kompiuterių savybei. Dėl šio itin sudėtingo jo pakartojimo neįmanoma priskirti nervų sistemai, nes tai yra proporcinga norui modeliuoti žmogaus sielą. Tačiau iš tikrųjų gamta eina savo sprendimų paprastumo ir elegancijos keliu, krūvių judėjimas ant ląstelės membranos gali būti naudingas tiek nerviniam jauduliui perduoti, tiek informacijai apie tai, kur vyksta šis perdavimas, išversti..
Nepaisant to, kad šis darbas parodo, kaip nervų sistemoje formuojasi elementarūs sąlyginiai refleksai, jis mus priartina prie supratimo, kas yra intelektas ir protinga veikla..

Yra daug daugiau nervų sistemos aspektų: slopinimo mechanizmai, emocijų kūrimo principai, besąlygiškų refleksų organizavimas ir mokymasis, be kurių neįmanoma sukurti kokybinio nervų sistemos modelio. Intuityviame lygmenyje yra supratimas, kaip veikia nervų sistema, kurios principus galima įkūnyti modeliuose.
Pirmojo modelio sukūrimas padėjo patikslinti ir patikslinti neuronų elektromagnetinės sąveikos sampratą. Supraskite, kaip formuojasi refleksiniai lankai, kaip kiekvienas atskiras neuronas supranta, kaip suderinti savo sinapses, kad gautų asociacinius ryšius.
Šiuo metu aš pradėjau kurti naują programos versiją, kuri imituos daugelį kitų neurono ir nervų sistemos aspektų..

Prašau jūsų aktyviai dalyvauti aptariant čia pateiktas hipotezes ir prielaidas, nes galiu būti šališkas savo idėjoms. Jūsų nuomonė man yra labai svarbi.

Daugiau Informacijos Apie Migrena

Stiprus galvos spaudimas, galvos svaigimas, širdies plakimas

Ką daryti su stipriu galvos skausmu: priežastys ir vaistai

Noopept analogai - kas geriau?

Acetilsalicilo rūgšties vartojimo instrukcijos