La capacitat de les cèl·lules per respondre als estímuls del món exterior és el criteri principal d'un organisme viu. Els elements estructurals del teixit nerviós -les neurones dels mamífers i els humans- són capaços de transformar estímuls (llum, olor, ones sonores) en el procés d'excitació. El seu resultat final és una reacció adequada del cos en resposta a diverses influències ambientals. En aquest article, estudiarem la funció de les neurones del cervell i les parts perifèriques del sistema nerviós, i també considerarem la classificació de les neurones en relació amb les peculiaritats del seu funcionament en els organismes vius.
Formació de teixit nerviós
Abans d'estudiar les funcions d'una neurona, mirem com es formen les cèl·lules dels neuròcits. En l'etapa de la neurula, el tub neural es col·loca a l'embrió. Es forma a partir de l'ectodèrmicfulla amb un espessiment - la placa neural. L'extrem expandit del tub formarà més tard cinc parts en forma de bombolles cerebrals. Formen parts del cervell. La part principal del tub neural en el procés de desenvolupament embrionari forma la medul·la espinal, de la qual surten 31 parells de nervis.
Les neurones del cervell es combinen per formar nuclis. D'ells en surten 12 parells de nervis cranials. En el cos humà, el sistema nerviós es diferencia en la secció central: el cervell i la medul·la espinal, formada per cèl·lules de neurocits, i el teixit de suport: la neuroglia. La secció perifèrica està formada per les parts somàtica i vegetativa. Les seves terminacions nervioses innerven tots els òrgans i teixits del cos.
Les neurones són unitats estructurals del sistema nerviós
Tenen diferents mides, formes i propietats. Les funcions d'una neurona són diverses: participació en la formació d'arcs reflexos, percepció de la irritació de l'entorn extern, transmissió de l'excitació resultant a altres cèl·lules. Una neurona té diverses branques. El llarg és un axó, els curts es branquen i s'anomenen dendrites.
Els estudis citològics han revelat al cos d'una cèl·lula nerviosa un nucli amb un o dos nuclèols, un reticle endoplasmàtic ben format, molts mitocondris i un potent aparell de síntesi de proteïnes. Està representat per ribosomes i molècules d'ARN i ARNm. Aquestes substàncies formen una estructura específica dels neuròcits: la substància de Nissl. La peculiaritat de les cèl·lules nervioses: un gran nombre de processos contribueix al fet que la funció principal de la neurona és la transmissió del nerviimpulsos. El proporcionen tant les dendrites com l'axó. Els primers perceben senyals i els transmeten al cos del neuròcit, i l'axó, l'únic procés molt llarg, condueix l'excitació a altres cèl·lules nervioses. Continuant buscant la resposta a la pregunta: quina funció fan les neurones, passem a l'estructura d'una substància com la neuroglia.
Estructures del teixit nerviós
Els neuròcits estan envoltats d'una substància especial que té propietats de suport i protectores. També té una característica capacitat de dividir. Aquesta connexió s'anomena neuroglia.
Aquesta estructura està en estreta connexió amb les cèl·lules nervioses. Com que les funcions principals d'una neurona són la generació i conducció d'impulsos nerviosos, les cèl·lules glials es veuen influenciades pel procés d'excitació i canvien les seves característiques elèctriques. A més de les funcions tròfiques i protectores, la glia proporciona reaccions metabòliques als neuròcits i contribueix a la plasticitat del teixit nerviós.
Mecanisme de conducció de l'excitació a les neurones
Cada cèl·lula nerviosa forma diversos milers de contactes amb altres neurocits. Els impulsos elèctrics, que són la base dels processos d'excitació, es transmeten des del cos de la neurona al llarg de l'axó, i entra en contacte amb altres elements estructurals del teixit nerviós o entra directament a l'òrgan de treball, per exemple, al múscul. Per establir quina funció fan les neurones, cal estudiar el mecanisme de transmissió de l'excitació. Es realitza per axons. Als nervis motors, estan coberts d'una beina de mielina i s'anomenen pulpos. En el vegetatiusistema nerviós són processos no mielinitzats. A través d'ells, l'excitació hauria d'entrar al neurocit veí.
Què és una sinapsi
El lloc on es troben dues cèl·lules s'anomena sinapsi. La transferència d'excitació en ella es produeix amb l'ajuda de substàncies químiques -mediadors, o bé passant ions d'una neurona a una altra, és a dir, per impulsos elèctrics.
A causa de la formació de sinapsis, les neurones creen una estructura de malla de la part de la tija del cervell i la medul·la espinal. S'anomena formació reticular, parteix de la part inferior de la medul·la oblongada i capta els nuclis del tronc encefàlic, o neurones cerebrals. L'estructura de malla manté l'estat actiu de l'escorça cerebral i dirigeix els actes reflexos de la medul·la espinal.
Intel·ligència artificial
La idea de les connexions sinàptiques entre les neurones del sistema nerviós central i l'estudi de les funcions de la informació reticular està encarnada actualment per la ciència en forma d'una xarxa neuronal artificial. En ell, les sortides d'una cèl·lula nerviosa artificial estan connectades a les entrades d'una altra mitjançant connexions especials que dupliquen sinapsis reals en les seves funcions. La funció d'activació d'una neurona d'un neuroordinador artificial és la suma de tots els senyals d'entrada que entren a la cèl·lula nerviosa artificial, convertides en una funció no lineal del component lineal. També s'anomena funció d'accionament (transferència). A l'hora de crear intel·ligència artificial, les més utilitzades són les funcions d'activació lineals, semilineals i pas a pas.neurona.
Neuròcits aferents
També s'anomenen sensibles i tenen processos curts que entren a les cèl·lules de la pell i a tots els òrgans interns (receptors). Percebent la irritació del medi extern, els receptors els transformen en el procés d'excitació. Segons el tipus d'estímul, les terminacions nervioses es divideixen en: termoreceptors, mecanoreceptors, nociceptors. Així, les funcions d'una neurona sensible són la percepció dels estímuls, la seva discriminació, la generació d'excitació i la seva transmissió al sistema nerviós central. Les neurones sensorials entren a les banyes dorsals de la medul·la espinal. Els seus cossos es troben en nodes (ganglis) situats fora del sistema nerviós central. Així es formen els ganglis dels nervis cranial i espinal. Les neurones aferents tenen un gran nombre de dendrites; juntament amb l'axó i el cos, són un component essencial de tots els arcs reflexos. Per tant, les funcions d'una neurona sensible consisteixen tant en la transferència del procés d'excitació al cervell i la medul·la espinal, com en la participació en la formació de reflexos.
Característiques de l'interneurona
Continuant estudiant les propietats dels elements estructurals del teixit nerviós, anem a descobrir quina funció fan les interneurones. Aquest tipus de cèl·lules nervioses reben impulsos bioelèctrics del neurocit sensorial i els transmeten:
a) altres interneurones;
b) neurocits motors.
La majoria de les interneurones tenen axons, les seccions finals dels quals són terminals, connectades amb els neuròcits d'un centre.
La neurona intercalar, les funcions de la qual són la integració de l'excitació i la seva distribució més enllà de les parts del sistema nerviós central, és un component essencial de la majoria dels arcs nerviosos reflex incondicionats i reflexos condicionats. Les interneurones excitadores afavoreixen la transmissió del senyal entre grups funcionals de neuròcits. Les cèl·lules nervioses intercalars inhibidores reben excitació del seu propi centre mitjançant retroalimentació. Això contribueix al fet que la neurona intercalar, les funcions de la qual són la transmissió i la preservació a llarg termini dels impulsos nerviosos, garanteix l'activació dels nervis espinals sensorials.
Funció de la motoneurona
La motoneurona és la unitat estructural final de l'arc reflex. Té un cos gran tancat a les banyes anteriors de la medul·la espinal. Aquelles cèl·lules nervioses que innerven els músculs esquelètics tenen el nom d'aquests elements motors. Altres neurocits eferents entren a les cèl·lules secretores de les glàndules i provoquen l'alliberament de substàncies adequades: secrets, hormones. En els actes reflexos involuntaris, és a dir, no condicionats (deglució, salivació, defecació), les neurones eferents surten de la medul·la espinal o del tronc encefàlic. Per realitzar accions i moviments complexos, el cos utilitza dos tipus de neuròcits centrífugs: motor central i motor perifèric. El cos de la motoneurona central es troba a l'escorça cerebral, prop del solc de Roland.
Els cossos dels neurocits motors perifèrics que innerven els músculs de les extremitats, tronc, coll,situats a les banyes anteriors de la medul·la espinal, i els seus llargs processos -axons- surten de les arrels anteriors. Formen fibres motores de 31 parells de nervis espinals. Els neuròcits motors perifèrics que innerven els músculs de la cara, la faringe, la laringe i la llengua es troben als nuclis dels nervis cranials vag, hipoglòs i glossofaríngi. Per tant, la funció principal de la neurona motora és la conducció sense obstacles de l'excitació als músculs, les cèl·lules secretores i altres òrgans de treball.
Metabolisme als neurocits
Les funcions principals d'una neurona -la formació d'un potencial d'acció bioelèctric i la seva transmissió a altres cèl·lules nervioses, músculs, cèl·lules secretores- es deuen a les característiques estructurals del neurocit, així com a reaccions metabòliques específiques. Els estudis citològics han demostrat que les neurones contenen un gran nombre de mitocondris que sintetitzen molècules d'ATP, un reticle granular desenvolupat amb moltes partícules ribosòmiques. Sintetitzen activament proteïnes cel·lulars. La membrana de la cèl·lula nerviosa i els seus processos -l'axó i les dendrites- fan la funció de transport selectiu de molècules i ions. Les reaccions metabòliques dels neuròcits procedeixen amb la participació de diversos enzims i es caracteritzen per una gran intensitat.
Transmissió d'excitació a les sinapsis
Tenint en compte el mecanisme de conducció de l'excitació a les neurones, ens vam familiaritzar amb les sinapsis, formacions que es produeixen al punt de contacte de dos neuròcits. L'excitació a la primera cèl·lula nerviosa provoca la formació de molècules de substàncies químiques -mediadores- en els col·laterals del seu axó. Això inclouaminoàcids, acetilcolina, noradrenalina. Alliberat de les vesícules de les terminacions sinòptiques de l'escletxa sinòptica, pot afectar tant la seva pròpia membrana postsinàptica com les closques de les neurones veïnes.
Les molècules de neurotransmissors serveixen com a irritant per a una altra cèl·lula nerviosa, provocant canvis en les càrregues de la seva membrana, un potencial d'acció. Així, l'excitació s'estén ràpidament per les fibres nervioses i arriba a les parts del sistema nerviós central o entra als músculs i glàndules, provocant la seva acció adequada.
Plasticitat de les neurones
Els científics han descobert que en el procés d'embriogènesi, és a dir, en l'etapa de la neurulació, es desenvolupen un nombre molt gran de neurones primàries a partir de l'ectoderm. Al voltant del 65% d'ells moren abans del naixement d'una persona. Durant l'ontogènesi, es continuen eliminant algunes cèl·lules cerebrals. Aquest és un procés programat natural. Els neuròcits, a diferència de les cèl·lules epitelials o connectives, són incapaços de divisió i regeneració, ja que els gens responsables d'aquests processos estan inactivats en els cromosomes humans. No obstant això, el rendiment cerebral i mental es pot mantenir durant molts anys sense disminuir significativament. Això s'explica pel fet que les funcions de la neurona, perdudes en el procés d'ontogènesi, són assumides per altres cèl·lules nervioses. Han d'augmentar el seu metabolisme i crear noves connexions nervioses addicionals que compensin les funcions perdudes. Aquest fenomen s'anomena plasticitat dels neuròcits.
Quèreflectit a les neurones
A finals del segle XX, un grup de neurofisiòlegs italians va establir un fet interessant: és possible un reflex mirall de la consciència a les cèl·lules nervioses. Això vol dir que a l'escorça cerebral s'està formant un fantasma de la consciència de les persones amb qui ens comuniquem. Les neurones incloses en el sistema mirall actuen com a ressonadors de l'activitat mental de les persones que l'envolten. Per tant, una persona és capaç de predir les intencions de l'interlocutor. L'estructura d'aquests neuròcits també proporciona un fenomen psicològic especial anomenat empatia. Es caracteritza per la capacitat de penetrar en el món de les emocions d'una altra persona i empatitzar amb els seus sentiments.
