קשרים עצביים של המוח: היווצרות, פיתוח קולטנים, שיפור תפקוד המוח ויצירת קשרים עצביים חדשים. דרכים ליצור קשרים עצביים ולאמן את המוח האנושי - כפי שאתה חושב, כך אתה תהיה
נוירונים - קבוצה מיוחדתתאי גוף המפיצים מידע בכל הגוף. באמצעות אותות חשמליים וכימיים, הם עוזרים למוח לתאם את כל הפונקציות החיוניות.
במילים פשוטות, המשימות של מערכת העצבים הן לאסוף אותות מהסביבה או מהגוף, להעריך את המצב, להחליט איך להגיב אליהם (למשל, לשנות את קצב הלב), וגם לחשוב על מה שקורה ולזכור את זה. הכלי העיקרי לביצוע משימות אלו הוא נוירונים, השזורים בכל הגוף ברשת מורכבת.
ההערכה הממוצעת למספר הנוירונים במוח היא 86 מיליארד, כל אחד מחובר לעוד 1,000 נוירונים. זה יוצר רשת מדהימה של אינטראקציה. הנוירון הוא היחידה הבסיסית של מערכת העצבים.
נוירונים (תאי עצב) מהווים כ-10% מהמוח, השאר הם תאי גליה ואסטרוציטים, שתפקידם לתחזק ולהזין נוירונים.
איך נראה נוירון?
ניתן לחלק את מבנה הנוירון לשלושה חלקים:
גוף עצבי (סומא) - מקבל מידע. מכיל את גרעין התא.
· דנדריטים הם תהליכים קצרים שמקבלים מידע מנוירונים אחרים.
אקסון הוא תהליך ארוך הנושא מידע מגוף הנוירון לתאים אחרים. לרוב, האקסון מסתיים בסינפסה (מגע) עם הדנדריטים של נוירונים אחרים.
דנדריטים ואקסונים נקראים סיבי עצב.
האקסונים משתנים מאוד באורכם, מכמה מילימטרים למטר או יותר. הארוכים ביותר הם האקסונים של גנגלי השדרה.
סוגי נוירונים
סיווג הנוירונים יכול להתבצע לפי מספר פרמטרים, למשל לפי המבנה או התפקוד שבוצע.
סוגי נוירונים בהתאם לתפקוד:
נוירונים אפרנטיים (מוטוריים) - נושאים מידע ממערכת העצבים המרכזית (המוח וחוט השדרה) לתאים בחלקים אחרים של הגוף.
נוירונים אפרנטיים (רגישים) - אוספים מידע מכל הגוף ומעבירים אותו למערכת העצבים המרכזית.
· אינטרנוירונים - מעבירים מידע בין נוירונים, לרוב בתוך מערכת העצבים המרכזית.
איך נוירונים מעבירים מידע?
נוירון, המקבל מידע מתאי אחרים, צובר אותו עד שהוא חורג מסף מסוים. לאחר מכן, הנוירון שולח דחף חשמלי במורד האקסון - פוטנציאל פעולה.
פוטנציאל פעולה נוצר על ידי תנועה של חלקיקים טעונים חשמלית על פני קרום האקסון.
בזמן מנוחה, המטען החשמלי בתוך הנוירון שלילי ביחס לנוזל הבין-תאי המקיף אותו. הבדל זה נקרא פוטנציאל הממברנה. בדרך כלל זה 70 מילי-וולט.
כאשר גוף הנוירון מקבל מספיק מטען והוא "יורה", מתרחשת דה-פולריזציה בקטע הסמוך של האקסון - פוטנציאל הממברנה עולה במהירות ואז יורד תוך כ-1/1000 שניה. תהליך זה מפעיל דה-פולריזציה של הקטע הסמוך של האקסון, וכן הלאה, עד שהדחף נע לכל אורך האקסון. לאחר תהליך הדפולריזציה מתרחשת היפרפולריזציה - מצב מנוחה קצר טווח, ברגע זה העברת הדחפים בלתי אפשרית.
פוטנציאל הפעולה נוצר לרוב על ידי יוני אשלגן (K+) ונתרן (Na+), אשר נעים דרך תעלות יונים מהנוזל הבין-תאי אל התא ובחזרה, משנים את המטען של הנוירון והופכים אותו תחילה לחיובי, ולאחר מכן מפחיתים אותו. .
פוטנציאל הפעולה מספק לתא עיקרון של הכל או כלום, כלומר, דחף מועבר או לא. אותות חלשים יצטברו בגוף הנוירון עד שהמטען שלהם יספיק כדי לעבור דרך התהליכים.
מיאלין
מיאלין הוא חומר לבן ועבה המכסה את רוב האקסונים. ציפוי זה מספק בידוד חשמלי לסיב ומגביר את מהירות הפולס העובר דרכו.
סיבים מיאלינים לעומת לא מיאלינים.
המיאלין מיוצר על ידי תאי שוואן בפריפריה ועל ידי אוליגודנדרוציטים במרכז מערכת עצבים. במהלך הסיב, מעטפת המיאלין נקטעת - אלו הם הצמתים של Ranvier. פוטנציאל הפעולה עובר מיירט ליירוט, מה שמבטיח העברת דחפים מהירה.
כזה נפוץ ו מחלה רצינית, כמו טרשת נפוצה, נגרמת על ידי הרס של מעטפת המיאלין.
איך סינפסות עובדות
נוירונים והרקמות שאליהן הם מעבירים דחף אינם נוגעים פיזית, תמיד יש רווח בין התאים - סינפסה.
בהתאם לאופן העברת המידע, סינפסות יכולות להיות כימיות או חשמליות.
סינפסה כימיתלאחר האות, נע לאורך תהליך הנוירון, מגיע לסינפסה, שחרור של חומרים כימיים- נוירוטרנסמיטורים (נוירוטרנסמיטורים) לתוך החלל שבין שני נוירונים. החלל הזה נקרא השסע הסינפטי.
תרשים של מבנה סינפסה כימית.
מוליך עצבי מנוירון משדר (פרה-סינפטי), הנכנס למרווח הסינפטי, מקיים אינטראקציה עם קולטנים על גבי הממברנה של הנוירון הקולט (הפוסט-סינפטי), ומתחיל שרשרת שלמה של תהליכים.
סוגי סינפסות כימיות:
glutamatergic - המתווך הוא חומצה גלוטמית, יש השפעה מגרה על הסינפסה;
GABA-ergic - המתווך הוא חומצה גמא-אמינו-בוטירית (GABA), בעלת השפעה מעכבת על הסינפסה;
כולינרגי - המתווך הוא אצטילכולין, מבצע העברה נוירו-שרירית של מידע;
אדרנרגי - המתווך הוא אדרנלין.
סינפסות חשמליות
סינפסות חשמליות פחות שכיחות ושכיחות במערכת העצבים המרכזית. תאים מתקשרים באמצעות תעלות חלבון מיוחדות. הממברנה הפרה-סינפטית והפוסט-סינפטית בסינפסות חשמליות ממוקמות קרוב זה לזה, כך שהדחף מסוגל לעבור ישירות מתא לתא.
מהירות העברת הדחפים באמצעות סינפסות חשמליות גבוהה בהרבה מאשר באמצעות סינפסות כימיות, ולכן הן ממוקמות בעיקר באותן מחלקות בהן יש צורך בתגובה מהירה, למשל, אלו האחראיות על רפלקסי ההגנה.
הבדל נוסף בין שני סוגי הסינפסות הוא בכיוון של העברת מידע: אם סינפסות כימיות יכולות להעביר דחף בכיוון אחד בלבד, אז סינפסות חשמליות הן אוניברסליות במובן הזה.
סיכום
נוירונים הם אולי התאים יוצאי הדופן ביותר בגוף. כל פעולה שגוף האדם מבצע מסופקת על ידי עבודתם של נוירונים. רשת עצבית מורכבת מעצבת אישיות ותודעה. הם אחראים הן לרפלקסים הפרימיטיביים ביותר והן לתהליכים המורכבים ביותר הקשורים לחשיבה.
עובדות מדהימות
גוף האדם מדהים מורכב ומבלבלמערכת שעדיין מבלבלת רופאים, חוקרים, למרות ידע רפואי של אלפי שנים.
כתוצאה מכך, מוזר ולפעמים עובדות מדהימותהגוף שלנו.
המוח הוא החלק המורכב והפחות מובן באנטומיה האנושית. אנחנו אולי לא יודעים עליו הרבה, אבל הנה כמה מאוד עובדות מעניינות, איזה ידוע.
מהירות הדחפים במוח
דחפים עצביים עוברים דרך המוח במהירות 273 ק"מ לשעה.
האם תהיתם פעם מדוע אתם מגיבים כל כך מהר למה שקורה סביבכם? מדוע אצבע פצועה כואבת מיד? זה נובע מהתנועה המהירה ביותר של דחפים עצביים מהמוח לחלקי הגוף שלך ולהיפך. כתוצאה מכך, מהירות התגובה של דחפים עצביים דומה למהירות של מכונית ספורט יוקרתית חזקה.
אנרגיית המוח
המוח מייצר אנרגיה שווה ערך לנורה 10 וואט.קריקטורות שבהן נורה תלויה מעל ראשם במהלך תהליך החשיבה אינן רחוקות מדי מהאמת. המוח שלך מייצר אנרגיה רבה כמו נורה קטנה, אפילו כשאתה ישן.
בינתיים, המוח הוא האיבר עם צריכת האנרגיה הגבוהה ביותר. זה לוקח מהגוף בערך 20% אנרגיה,תוך שהוא מהווה 2% ממשקל הגוף הכולל. רוב האנרגיה הזו מושקעת בחילופי מידע בין נוירונים, כמו גם בין נוירונים ואסטרוציטים (סוג של תא).
זיכרון המוח
תאי מוח אנושיים יכולים לאחסן 5 פעמיםיותר מידע מאשר האנציקלופדיה הבריטית או אחרת.
המדענים עדיין לא גילו נתונים סופייםעם זאת, קיבולת המוח במונחים אלקטרוניים מוערכת בערך 1000 טרה-בייט.
לדוגמה, הארכיון הלאומי של בריטניה, המכיל רשומות היסטוריות במשך 900 שנה, תופס רק 70 טרה-בייט. זה הופך את הזיכרון האנושי למרווח בצורה מרשימה.
חמצן במוח
המוח שלך משתמש 20% חמצןשאתה נושם. למרות המסה הקטנה של המוח, הוא צורך יותר חמצן מכל איבר אחר בגוף האדם.
זה הופך את המוח לרגיש מאוד לנזק הקשור לחוסר חמצן. לכן, הוא אוהב את זה כשאתה נושם עמוק.
אם זרימת החמצן למוח מוגברת, אזי אותם אזורים במוח שלא תפקדו עם זרימת דם חלשה יתחילו לפעול, ותהליך ההזדקנות, מוות תאי יאט.
עובדה מעניינת! עורקי הצוואר מסתעפים לכלים זעירים בתוך הגולגולת, ויוצרים רשת סבוכה ומדהימה של נימים. אלו הן מנהרות דם דקות מאוד המספקות גישה לדם לחלקים הקטנים ביותר של המוח, ומספקות כמות נחוצה נוירונים וחמצן.
עבודת המוח בשינה
המוח פעיל יותר בלילה,מאשר במהלך היום. מבחינה הגיונית, אנו יכולים להניח שאנו מבצעים במהלך יום העבודה תהליכי חשיבה, חישובים מורכבים ומשימות, שידרשו יותר פעילות מוחית מאשר, למשל, שכיבה במיטה.
מסתבר שגם ההפך הוא הנכון. ברגע שאתה נרדם המוח ממשיך לעבוד.מדענים עדיין לא יודעים לגמרי למה זה כך, אבל על כל החלומות עלינו להיות אסירי תודה לאיבר המסוים הזה.
עובדה מעניינת! בילדות המוקדמת, אין הבדל בין שינה לבין ערות. זה מוסבר על ידי מקום החשיבה במוח. בילדות כמעט כל תהליכי החשיבה מתרחשים. בהמיספרה הימנית.הילד לומד את העולם בדימויים. לכן, הזיכרונות של ילד דומים לחלומות במבנה שלהם.
ילד בוגר נלמד עם מושגים מוכנים ומוגדרים, ש"סותמים" לנו את המוח. לכן, יש אסימטריה של המוח שלנו. ההמיספרה השמאלית בעומס יתר במהלך העבודה בשעות היום. נראה שהמצב מתאזן במהלך השינה, מתי ההמיספרה השמאלית"נרדם", והנכון מתחיל לפעול בצורה אקטיבית, וצולל אותנו לעולם החשיבה הפיגורטיבית.
איך המוח עובד בזמן חלום
מדענים אומרים שככל שה-I.Q גבוה יותר. בנאדם, ככל שהוא חולם יותר.
זה כמובן עשוי להיות נכון, אבל אתה לא צריך לקחת הצהרה כזו כחוסר מחשבות אם אינך יכול לזכור את החלומות שלך. רובנו לא זוכרים הרבה חלומות. אחרי הכל, הזמן של רוב החלומות שאנחנו חושבים על כולם 2-3 שניותוזה בקושי מספיק למוח כדי לתקן אותם.
עובדה מעניינת! מדענים ערכו ניסוי שבעקבותיו נמצא כי המוח פעיל הרבה יותר בבני אדם, כשהוא חולםבמקום להתמקד בעבודה בטון אחד.
ברגע שמתחיל תהליך החלימה, רוב חלקי המוח מתחילים לעבוד קשה. לכן, אנו יכולים להסיק שחלומות עוזרים בפתרון כל הנושאים החשובים.
מספר הנוירונים במוח
מספר הנוירונים במוח ממשיך לגדול לאורך חיי האדם.
במשך שנים, מדענים ורופאים האמינו שהמוח ורקמת העצבים לא יכולים לגדול או לתקן את עצמם. אבל התברר שהמוח פועל באותו אופן כמו הרקמות של חלקים רבים אחרים בגוף. אז מספר הנוירונים יכול לגדול ללא הרף.
הערה! נוירונים הם הקרןכל מערכת עצבים. מדובר בתאים מיוחדים, שבהם התהליכים דמויי העץ מתפצלים לכל הכיוונים, במגע עם תאים שכנים, בעלי אותם תהליכים. כל זה יוצר ענק כימי וחשמלירשת, שהיא המוח שלנו.
הנוירונים הם שמאפשרים למוח ליצור פעולות שונותהרבה יותר יעיל ומהיר מכל מכונה שנוצרה אי פעם.
המוח לא מרגיש כאב
המוח עצמו לא יכול להרגיש כאב. בעוד המוח הוא מרכז עיבוד הכאב כאשר אתה חותך את האצבע או נכווה, הוא אין קולטני כאבולא מרגיש כאב.
עם זאת, המוח מוקף ברקמות רבות, עצבים ו כלי דםאשר רגישים מאוד לכאב ויכולים לגרום לך לכאב ראש.
עם זאת, כאבי ראש כן סוגים שונים, והסיבות המדויקות של רבים עדיין לא ברורות.
מוח ומים אנושיים
80% המוח מורכב ממנו מים.המוח שלך אינו גוש אפור מוצק שמוצג בטלוויזיה. זוהי רקמה רכה ורודה בשל הדם הפועם שם ותכולת המים הגבוהה.
אז, כשאתה מרגיש צמא, זה גם בגלל מוֹחַדורש מים.
עובדה מעניינת! בממוצע, המוח האנושי שוקל 1.4 ק"ג והוא רגיש ביותר לאיבוד מים. אם המוח יתייבש במשך זמן רב, אז קיומו התקין ייפסק.
עם החזון שלי איך המוח עובד ומהן הדרכים האפשריות ליצור בינה מלאכותית. מאז חלה התקדמות משמעותית. משהו התברר כמובן יותר לעומק, משהו היה הדמיה במחשב. מה שנחמד, יש אנשים בעלי דעות דומות שמשתתפים באופן פעיל בעבודה על הפרויקט.
בסדרת המאמרים הזו, מתוכנן לדבר על מושג המודיעין עליו אנו עובדים כעת ולהדגים כמה פתרונות שהם חדשים ביסודם בתחום המודלים של המוח. אבל כדי שהנרטיב יהיה מובן ועקבי, הוא יכיל לא רק תיאור של רעיונות חדשים, אלא גם סיפור על עבודת המוח באופן כללי. חלק מהדברים, במיוחד בהתחלה, עשויים להיראות פשוטים וידועים, אבל הייתי ממליץ לך לא לדלג עליהם, מכיוון שהם קובעים במידה רבה את העדויות הכוללות של הסיפור.
הבנה כללית של המוח
תאי עצב, הם גם נוירונים, יחד עם הסיבים שלהם המעבירים אותות, יוצרים את מערכת העצבים. בבעלי חוליות, רוב הנוירונים מרוכזים בחלל הגולגולת ובתעלת השדרה. זה נקרא מערכת העצבים המרכזית. בהתאם לכך, המוח וחוט השדרה נבדלים כמרכיביו.
חוט השדרה אוסף אותות מרוב הקולטנים בגוף ומעביר אותם למוח. דרך המבנים של התלמוס, הם מופצים ומוקרנים אל הקורטקס ההמיספרותמוֹחַ.
בנוסף להמיספרות המוחיות, המוח הקטן מעורב גם בעיבוד מידע, שהוא, למעשה, מוח קטן ועצמאי. המוח הקטן מספק מיומנויות מוטוריות עדינות וקואורדינציה של כל התנועות.
ראייה, שמיעה וריח מספקים למוח זרם של מידע על העולם החיצון. כל אחד מהמרכיבים של זרם זה, לאחר שעבר דרך מערכת משלו, מוקרן גם על הקורטקס. קליפת המוח היא שכבה בעובי של 1.3 עד 4.5 מ"מ של חומר אפור המרכיבה את פני השטח החיצוניים של המוח. בשל הפיתולים שנוצרים מהקפלים, הקליפה ארוזה בצורה כזו שהיא תופסת פי שלושה פחות שטח מאשר כשהיא נפתחה. השטח הכולל של קליפת המוח של חצי כדור אחד הוא בערך 7000 מ"ר.
כתוצאה מכך, כל האותות מוקרנים על הקורטקס. ההקרנה מתבצעת על ידי צרורות של סיבי עצב, המופצים על פני אזורים מוגבלים בקליפת המוח. האזור שעליו מוקרן מידע חיצוני או מידע מחלקים אחרים של המוח יוצר אזור קליפת המוח. תלוי אילו אותות מתקבלים עבור אזור כזה, יש לו התמחות משלו. יש אזור קליפת מוח מוטורי, אזור חושי, אזור ברוקה, אזור ורניקה, אזורי ראייה, אונה עורפית, בסך הכל כמאה אזורים שונים.
בכיוון האנכי, הקליפה מחולקת בדרך כלל לשש שכבות. לשכבות אלו אין גבולות ברורים והן נקבעות על פי הדומיננטיות של סוג כזה או אחר של תאים. באזורים שונים של הקורטקס, שכבות אלו יכולות להתבטא בצורה שונה, חזקה יותר או חלשה יותר. אבל, באופן כללי, אנו יכולים לומר שהקורטקס הוא אוניברסלי למדי, ולהניח שהתפקוד של האזורים השונים שלה כפוף לאותם עקרונות.
שכבות של הקליפה
סיבים אפרנטיים נושאים אותות לקורטקס. הם מגיעים לרמה III, IV של קליפת המוח, שם הם מפוזרים בין הנוירונים הסמוכים למקום שבו פגע הסיב האפרנטי. לרוב הנוירונים יש קשרים אקסונליים באזור הקורטקס שלהם. אבל לחלק מהנוירונים יש אקסונים המשתרעים מעבר לו. דרך סיבים נוצצים אלה, אותות יוצאים אל מחוץ למוח, למשל, אל האיברים המבצעים, או מוקרנים לחלקים אחרים של קליפת המוח של אחד או ההמיספרה האחרת. בהתאם לכיוון העברת האות, סיבים efferent מחולקים בדרך כלל ל:
- סיבים אסוציאטיביים המחברים חלקים בודדים של קליפת המוח של חצי כדור אחד;
- סיבים קומיסוריים המחברים את הקורטקס של שתי ההמיספרות;
- סיבי הקרנה המחברים את הקורטקס לגרעיני החלקים התחתונים של מערכת העצבים המרכזית.
אתה יכול לדמיין את קליפת המוח כקנבס גדול, חתוך לאזורים נפרדים. תבנית הפעילות הנוירונית בכל אחד מהאזורים מקודדת מידע מסוים. צרורות של סיבי עצב שנוצרו על ידי אקסונים המשתרעים מעבר לאזור הקורטיקלי שלהם יוצרות מערכת של קשרי הקרנה. מידע מסוים מוקרן על כל אחד מהאזורים. יתרה מכך, אזור אחד יכול לקבל מספר זרמי מידע בו-זמנית, שיכולים להגיע הן מהאזורים שלו והן מהחצי הכדור הנגדי. כל זרימת מידע היא כמו סוג של תמונה שצוירה על ידי פעילות האקסונים של צרור העצבים. התפקוד של אזור נפרד של קליפת המוח הוא קבלת תחזיות רבות, שינון מידע, עיבודו, יצירת תמונת הפעילות של האדם עצמו והקרנה נוספת של מידע הנובע מעבודתו של אזור זה.
חלק ניכר מהמוח הוא חומר לבן. הוא נוצר על ידי אקסונים של נוירונים שיוצרים את אותם נתיבי הקרנה. בתמונה למטה ניתן לראות את החומר הלבן כמילוי אור בין הקורטקס למבנים הפנימיים של המוח.
הפצה של חומר לבן בחלק הקדמי של המוח
באמצעות MRI ספקטרלי מפוזר, ניתן היה לעקוב אחר הכיוון של סיבים בודדים ולבנות מודל תלת מימדי של הקישוריות של אזורי קליפת המוח (פרויקט Connectomics (Connectome)).
הדמויות שלהלן נותנות מושג טוב על מבנה הקישור (ואן ג'יי ווידין, דאגלס ל. רוזן, רוופנג וואנג, גואנגפינג דאי, פארזאד מורטאזאווי, פטריק האגמן, ג'ון ה. קאס, וון-איי טסנג, 2012).
מבט מחצי הכדור השמאלי
מבט אחורי
מבט צד ימין
אגב, במבט האחורי, האסימטריה של נתיבי ההקרנה של ההמיספרה השמאלית והימנית נראית בבירור. אסימטריה זו קובעת במידה רבה את ההבדלים בתפקודים שההמיספרות רוכשות כשהן לומדים.
עֲצָבוֹן
הבסיס של המוח הוא הנוירון. באופן טבעי, המודל של המוח באמצעות רשתות עצביות מתחיל בתשובה לשאלה, מהו עיקרון פעולתו.
פעולתו של נוירון אמיתי מבוססת על תהליכים כימיים. במנוחה קיים הבדל פוטנציאל בין הסביבה הפנימית והחיצונית של הנוירון – פוטנציאל הממברנה, שהוא כ-75 מילי-וולט. הוא נוצר עקב עבודתן של מולקולות חלבון מיוחדות הפועלות כמשאבות נתרן-אשלגן. משאבות אלו, עקב האנרגיה של נוקלאוטיד ATP, מוציאות פנימה יוני אשלגן, ויוני נתרן - אל מחוץ לתא. היות והחלבון במקרה זה פועל כ-ATPase, כלומר אנזים המעביר הידרוליזה של ATP, הוא נקרא כך - "נתרן-פוטסיום ATPase". כתוצאה מכך, הנוירון הופך לקבל טעון עם מטען שלילי בפנים ומטען חיובי בחוץ.
דיאגרמה של נוירון (מריאנה רואיס ויאריאל)
פני הנוירון מכוסים בתהליכי הסתעפות - דנדריטים. קצות האקסונים של נוירונים אחרים צמודים לדנדריטים. המקומות שבהם הם מתחברים נקראים סינפסות. באמצעות אינטראקציה סינפטית, הנוירון מסוגל להגיב לאותות הנכנסים ובנסיבות מסוימות ליצור דחף משלו, הנקרא ספייק.
העברת אותות בסינפסות מתרחשת עקב חומרים הנקראים נוירוטרנסמיטורים. כאשר דחף עצבי נכנס לסינפסה לאורך האקסון, הוא משחרר מולקולות נוירוטרנסמיטר האופייניות לסינפסה זו משלפוחיות מיוחדות. על הממברנה של הנוירון המקבל את האות, יש מולקולות חלבון - קולטנים. קולטנים מקיימים אינטראקציה עם נוירוטרנסמיטורים.
סינפסה כימית
רצפטורים הממוקמים במרווח הסינפטי הם יונוטרופיים. שם זה מדגיש את העובדה שהם גם תעלות יונים המסוגלות להזיז יונים. נוירוטרנסמיטורים פועלים על הקולטנים בצורה כזו שתעלות היונים שלהם נפתחות. בהתאם לכך, הממברנה מבצעת דה-פולריזציה או היפר-פולריזציה, תלוי אילו ערוצים מושפעים ובהתאם, איזה סוג של סינפסה זו. בסינפסות מעוררות נפתחות תעלות המאפשרות כניסת קטיונים לתא - הממברנה מתפרקת. בסינפסות מעכבות נפתחות תעלות מוליכות אניונים, מה שמוביל להיפרפולריזציה של הממברנה.
בנסיבות מסוימות, סינפסות יכולות לשנות את הרגישות שלהן, מה שנקרא פלסטיות סינפטית. זה מוביל לעובדה שהסינפסות של נוירון אחד רוכשות רגישות שונה לאותות חיצוניים.
במקביל, אותות רבים נכנסים לסינפסות של נוירון. סינפסות מעכבות מושכות את פוטנציאל הממברנה לכיוון הצטברות המטען בתוך התא. הפעלת סינפסות, להיפך, נסה לפרוק את הנוירון (איור למטה).
עירור (A) ועיכוב (B) של תא הגנגליון ברשתית (Nicholls J., Martin R., Wallas B., Fuchs P., 2003)
כאשר סך הפעילות עוברת את סף ההתחלה, מתרחשת פריקה, הנקראת פוטנציאל פעולה או ספייק. ספייק הוא דה-פולריזציה חדה של קרום הנוירון, שיוצר דחף חשמלי. כל תהליך יצירת הדופק נמשך כמילישניה אחת. יחד עם זאת, לא משך הדחף ולא משרעת הדחף תלויים במידת העוצמה של הגורמים שגרמו לו (איור למטה).
רישום פוטנציאל הפעולה של תא גנגליון (Nicolls J., Martin R., Wallas B., Fuchs P., 2003)
לאחר הספייק, משאבות יונים מבטיחות ספיגה חוזרת של הנוירוטרנסמיטר וניקוי השסע הסינפטי. במהלך התקופה הרפרקטורית שלאחר הספייק, הנוירון אינו מסוגל לייצר דחפים חדשים. משך תקופה זו קובע את תדירות הייצור המקסימלית שהנוירון מסוגל לה.
קוצים המתרחשים כתוצאה מפעילות בסינפסות נקראים evoked. תדר הספייק המתעורר מקודד עד כמה האות הנכנס תואם את הגדרת הרגישות של הסינפסות של הנוירון. כאשר האותות הנכנסים נופלים בדיוק על הסינפסות הרגישות שמפעילות את הנוירון, וזה לא מפריע לאותות המגיעים לסינפסות המעכבות, אזי התגובה של הנוירון היא מקסימלית. התמונה המתוארת על ידי אותות כאלה נקראת גירוי המאפיין את הנוירון.
כמובן, אין לפשט את הרעיון של איך נוירונים עובדים. מידע בין כמה נוירונים יכול להיות מועבר לא רק על ידי קוצים, אלא גם דרך ערוצים המחברים את התוכן התוך תאי שלהם ומעבירים פוטנציאל חשמלי ישירות. התפשטות כזו נקראת הדרגתית, והחיבור עצמו נקרא סינפסה חשמלית. דנדריטים, בהתאם למרחק לגוף הנוירון, מחולקים לפרוקסימלי (קרוב) ודיסטלי (מרוחק). דנדריטים דיסטליים יכולים ליצור מקטעים הפועלים כיחידות חצי אוטונומיות. בנוסף למסלולים סינפטיים של עירור, ישנם מנגנונים חוץ-סינפטיים הגורמים לקוצים מטבוטרופיים. בנוסף לפעילות מעוררת, ישנה גם פעילות ספונטנית. ולבסוף, נוירונים במוח מוקפים בתאי גליה, שגם להם יש השפעה משמעותית על תהליכים מתמשכים.
הדרך הארוכה של האבולוציה יצרה מנגנונים רבים המשמשים את המוח בעבודתו. חלקם ניתנים להבנה בפני עצמם, המשמעות של אחרים מתבהרת רק כאשר בוחנים אינטראקציות מורכבות למדי. לכן, אין לקחת את התיאור לעיל של הנוירון כממצה. כדי לעבור למודלים עמוקים יותר, ראשית עלינו להבין את התכונות ה"בסיסיות" של נוירונים.
בשנת 1952, אלן לויד הודג'קין ואנדרו האקסלי תיארו את המנגנונים החשמליים השולטים בייצור והעברה של אות עצבבאקסון הדיונונים הענק (הודג'קין, 1952). מה היה מוערך פרס נובלבפיזיולוגיה או רפואה בשנת 1963. מודל הודג'קין-האקסלי מתאר את ההתנהגות של נוירון על ידי מערכת רגילה משוואות דיפרנציאליות. משוואות אלו מתאימות לתהליך גלי אוטומטי במדיום פעיל. הם לוקחים בחשבון מרכיבים רבים, שלכל אחד מהם יש מקביל ביופיזי משלו בתא אמיתי (איור למטה). משאבות היונים מתאימות למקור הנוכחי I p. שכבת שומנים פנימית קרום תאיוצר קבל עם קיבולת C m. תעלות היונים של קולטנים סינפטיים מספקות מוליכות חשמלית g n, התלויה באותות המופעלים, המשתנים עם הזמן t, ובערך הכולל של פוטנציאל הממברנה V. זרם הדליפה של נקבוביות הממברנה יוצר מוליך g L. תנועת יונים דרך תעלות יונים מתרחשת תחת פעולת שיפועים אלקטרוכימיים, התואמים למקורות מתח בעלי כוח אלקטרו-מוטורי E n ו-EL.
מרכיבים עיקריים של דגם הודג'קין-האקסלי
באופן טבעי, בעת יצירת רשתות עצביות, יש רצון לפשט את מודל הנוירון, ולהשאיר בו רק את המאפיינים החיוניים ביותר. המודל המפושט המפורסם והפופולרי ביותר הוא הנוירון המלאכותי McCulloch-Pitts, שפותח בתחילת שנות ה-40 (McCulloch J., Pitts W., 1956). 
נוירון רשמי של מקולוך-פיטס
אותות נשלחים לכניסות של נוירון כזה. האותות הללו משוקללים מסוכמים. יתר על כן, פונקציית הפעלה לא ליניארית מסוימת, למשל, סיגמואידית, מוחלת על השילוב הליניארי הזה. לעתים קרובות, הפונקציה הלוגיסטית משמשת כפונקציה סיגמואידית: 
פונקציה לוגיסטית
במקרה זה, הפעילות של נוירון רשמי נכתבת כ
כתוצאה מכך, נוירון כזה הופך למוסיף סף. עם פונקציית סף תלולה מספיק, אות הפלט של הנוירון הוא 0 או 1. הסכום המשוקלל של אות הקלט ומשקולות הנוירון הוא הקונבולולוציה של שתי תמונות: התמונה של אות הקלט והתמונה המתוארת על ידי המשקולות של הנוירון. תוצאת הפיתול היא ככל שההתאמה בין התמונות הללו גבוהה יותר, כך מדויקת יותר. כלומר, הנוירון, למעשה, קובע עד כמה האות המסופק דומה לתמונה הנרשמת על הסינפסות שלו. כאשר ערך הקונבולוציה עולה על רמה מסוימת ופונקציית הסף עוברת לאחת, ניתן לפרש זאת כהצהרה חזקה של הנוירון שהוא זיהה את התמונה המוצגת.
נוירונים אמיתיים דומים במידה מסוימת לנוירונים של מקולוך-פיטס. משרעת הקוצים שלהם אינה תלויה באותות בסינפסות שגרמו להם. או שיש לך ספייק או שאין לך. אבל נוירונים אמיתיים מגיבים לגירוי לא עם דופק בודד, אלא עם רצף דופק. במקרה זה, תדירות הדחפים היא גבוהה יותר, כך מזוהה בצורה מדויקת יותר התמונה האופיינית לנוירון. זה אומר שאם נבנה רשת עצבית ממוספי סף כאלה, אז עם אות כניסה סטטי, למרות שזה ייתן איזושהי תוצאת פלט, התוצאה הזו תהיה רחוקה מלשחזר איך נוירונים אמיתיים עובדים. על מנת לקרב את הרשת העצבית לאב הטיפוס הביולוגי, עלינו לדמות את העבודה בדינמיקה, תוך התחשבות בפרמטרי הזמן ושחזור מאפייני התדר של האותות.
אבל אתה יכול ללכת בדרך אחרת. לדוגמה, אפשר לייחד מאפיין כללי של פעילותו של נוירון, התואם את תדירות הדחפים שלו, כלומר, מספר הקוצים בפרק זמן מסוים. אם נלך לתיאור כזה, נוכל לחשוב על נוירון כעל מוסיף ליניארי פשוט.
מוסיף ליניארי
הפלט ובהתאם, אותות הקלט עבור נוירונים כאלה אינם עוד דיקטומיים (0 או 1), אלא מתבטאים על ידי ערך סקלרי מסוים. פונקציית ההפעלה נכתבת אז כ
אין לתפוס את המוסיף הליניארי כמשהו שונה מהותית בהשוואה לנוירון הדחף, הוא פשוט מאפשר לך ללכת למרווחי זמן ארוכים יותר בעת יצירת מודלים או תיאור. ולמרות שתיאור הדחף נכון יותר, המעבר למוסיף ליניארי מוצדק במקרים רבים בפישוט חזק של המודל. יתר על כן, כמה מאפיינים חשובים, שקשה לראות בנוירון פועם, ברורים למדי עבור מוסיף ליניארי.
גוף האדם הוא מערכת מורכבת ומאוזנת למדי המתפקדת בהתאם לכללים ברורים. יתרה מכך, כלפי חוץ נראה שהכל די פשוט, אבל למעשה הגוף שלנו הוא אינטראקציה מדהימה של כל תא ואיבר. המנהלת את כל ה"תזמורת" הזו היא מערכת העצבים, המורכבת מנוירונים. היום נספר לכם מה הם נוירונים ועד כמה הם חשובים בגוף האדם. אחרי הכל, הם אחראים לבריאותנו הנפשית והפיזית.
כל תלמיד יודע שהמוח ומערכת העצבים שלנו שולטים בנו. שני הגושים הללו של הגוף שלנו מיוצגים על ידי תאים, שכל אחד מהם נקרא נוירון עצבי. תאים אלו אחראים על קליטה והעברת דחפים מנוירון לנוירון ותאי אחרים של איברים אנושיים.
כדי להבין טוב יותר מה הם נוירונים, הם יכולים להיות מיוצגים כמרכיב החשוב ביותר של מערכת העצבים, אשר מבצעת לא רק תפקיד מוליך, אלא גם תפקיד פונקציונלי. באופן מפתיע, עד כה, נוירופיזיולוגים ממשיכים לחקור נוירונים ועבודתם בהעברת מידע. כמובן, הם השיגו הצלחה רבה במחקר המדעי שלהם והצליחו לחשוף סודות רבים של הגוף שלנו, אבל הם עדיין לא יכולים לענות על השאלה אחת ולתמיד, מה הם נוירונים.
תאי עצב: תכונות
נוירונים הם תאים ודומים במובנים רבים ל"אחיהם" האחרים המרכיבים את גופנו. אבל יש להם מספר תכונות. בשל המבנה שלהם, תאים כאלה בגוף האדם, בשילוב, יוצרים מרכז עצבים.
לנוירון יש גרעין והוא מוקף במעטפת מגן. זה עושה את זה קשור לכל שאר התאים, אבל הדמיון מסתיים שם. מאפיינים נוספים של תא העצב הופכים אותו לייחודי באמת:
- נוירונים לא מתחלקים
הנוירונים של המוח (המוח וחוט השדרה) אינם מתחלקים. זה מפתיע, אבל הם מפסיקים להתפתח כמעט מיד לאחר הופעתם. מדענים מאמינים שתא מבשר מסוים משלים חלוקה עוד לפני ההתפתחות המלאה של הנוירון. בעתיד, הוא מגדיל רק קשרים, אבל לא את הכמות שלו בגוף. מחלות רבות של המוח ומערכת העצבים המרכזית קשורות לעובדה זו. עם הגיל, חלק מהנוירונים מת, והתאים הנותרים, עקב הפעילות הנמוכה של האדם עצמו, לא יכולים לבנות קשרים ולהחליף את "אחיהם". כל זה מוביל לחוסר איזון בגוף ובמקרים מסוימים למוות.
- תאי עצב מעבירים מידע
נוירונים יכולים להעביר ולקבל מידע בעזרת תהליכים – דנדריטים ואקסונים. הם מסוגלים לתפוס נתונים מסוימים בעזרת תגובה כימיתולהמיר אותו לדחף חשמלי, אשר, בתורו, עובר סינפסות (חיבורים) ל התאים הנכוניםאורגניזם.
ייחודיות תאי עצביםמדענים הוכיחו, אבל למעשה הם יודעים כיום על נוירונים רק 20% ממה שהם בעצם מסתירים. הפוטנציאל של נוירונים עדיין לא נחשף, בעולם המדעי יש דעה שחשיפת סוד אחד של תפקוד תאי עצב הופכת להתחלה של סוד אחר. ונראה שהתהליך הזה הוא אינסופי.
כמה נוירונים יש בגוף?
מידע זה אינו ידוע בוודאות, אך נוירופיזיולוגים מציעים שיש יותר ממאה מיליארד תאי עצב בגוף האדם. יחד עם זאת, לתא אחד יש את היכולת ליצור עד עשרת אלפים סינפסות, המאפשרות לך לתקשר במהירות וביעילות עם תאים ונוירונים אחרים.
מבנה הנוירונים
לכל תא עצב שלושה חלקים:
- גוף נוירון (סומה);
- דנדריטים;
- אקסונים.
עדיין לא ידוע איזה מהתהליכים מתפתח ראשון בגוף התא, אבל חלוקת האחריות ביניהם ברורה למדי. תהליך נוירון האקסון נוצר בדרך כלל בעותק בודד, אך יכולים להיות הרבה דנדריטים. מספרם מגיע לפעמים לכמה מאות, ככל שיש יותר דנדריטים לתא עצב, כך ניתן לשייך אליו יותר תאים. בנוסף, רשת ענפה של סניפים מאפשרת להעביר מידע רב בזמן הקצר ביותר.
מדענים מאמינים שלפני היווצרותם של תהליכים, הנוירון מתיישב בכל הגוף, ומרגע הופעתם הוא כבר נמצא במקום אחד ללא שינוי.
העברת מידע על ידי תאי עצב
כדי להבין עד כמה חשובים הנוירונים, יש צורך להבין כיצד הם מבצעים את תפקידם של העברת מידע. דחפים עצביים מסוגלים לנוע בצורה כימית וחשמלית. תהליך הנוירון דנדריט מקבל מידע כגירוי ומעביר אותו לגוף הנוירון, האקסון מעביר אותו כדחף אלקטרוני לתאים אחרים. הדנדריטים של נוירון אחר קולטים את הדחף האלקטרוני מיד או בעזרת נוירוטרנסמיטורים (משדרים כימיים). נוירוטרנסמיטורים נלכדים על ידי נוירונים ולאחר מכן משמשים להם.
סוגי נוירונים לפי מספר התהליכים
מדענים, שצופים בעבודתם של תאי עצב, פיתחו כמה סוגים של סיווג שלהם. אחד מהם מחלק נוירונים לפי מספר התהליכים:
- חד קוטבי;
- פסאודו-חד-קוטבי;
- דו קוטבי;
- רב קוטבי;
- ללא אקסון.
נוירון קלאסי נחשב לרב קוטבי, יש לו אקסון קצר אחד ורשת של דנדריטים. הנחקרים ביותר הם תאי עצב שאינם אקסונים, מדענים יודעים רק את מיקומם - חוט השדרה.
קשת רפלקס: הגדרה ותיאור קצר
בנוירופיזיקה יש מונח כזה "נוירוני קשת רפלקס". בלעדיו, די קשה לקבל תמונה מלאה של העבודה והמשמעות של תאי עצב. גירויים המשפיעים על מערכת העצבים נקראים רפלקסים. זוהי הפעילות העיקרית של מערכת העצבים המרכזית שלנו, היא מתבצעת בעזרת קשת רפלקס. ניתן לייצג אותו כמעין דרך שלאורכה עובר הדחף מהנוירון לביצוע הפעולה (רפלקס).
ניתן לחלק את המסלול למספר שלבים:
- תפיסה של גירוי על ידי דנדריטים;
- העברת דחפים לגוף התא;
- הפיכת מידע לדחף חשמלי;
- העברת דחפים לגוף;
- שינוי בפעילות של איבר (תגובה פיזית לגירוי).
קשתות רפלקס יכולות להיות שונות ולהכיל מספר נוירונים. לדוגמה, קשת רפלקס פשוטה נוצרת משני תאי עצב. אחד מהם מקבל מידע, והשני גורם לאיברים אנושיים לבצע פעולות מסוימות. בדרך כלל פעולות כאלה נקראות רפלקס בלתי מותנה. זה מתרחש כאשר אדם נפגע, למשל, על פיקת הברך, ובמקרה של נגיעה במשטח חם.
בעיקרון, קשת רפלקס פשוטה מוליכה דחפים דרך התהליכים של חוט השדרה, קשת רפלקס מורכבת מוליכה דחף ישירות למוח, שבתורו, מעבד אותו ויכול לאחסן אותו. מאוחר יותר, עם קבלת דחף דומה, המוח שולח את הפקודה הדרושה לאיברים לבצע קבוצה מסוימת של פעולות.
סיווג של נוירונים לפי פונקציונליות
ניתן לסווג נוירונים לפי ייעודם, מכיוון שכל קבוצה של תאי עצב מיועדת לפעולות מסוימות. סוגי נוירונים מוצגים כדלקמן:
- רָגִישׁ
תאי עצב אלו נועדו לתפוס גירוי ולהפוך אותו לדחף המופנה למוח.
הם קולטים מידע ומעבירים דחף לשרירים שמניעים חלקים בגוף ובאיברים אנושיים.
3. הכנסה
נוירונים אלו מבצעים עבודה מורכבת, הם נמצאים במרכז השרשרת בין תאי עצב תחושתיים ומוטוריים. נוירונים כאלה קולטים מידע, מבצעים עיבוד מקדים ומשדרים פקודת דחף.
4. מזכירה
תאי עצב מפרשים מסנתזים נוירו-הורמונים ויש להם מבנה מיוחד עם מספר רב של שקיות ממברנות.
נוירונים מוטוריים: מאפיין
לנוירונים אפרנטיים (מוטוריים) יש מבנה זהה לתאי עצב אחרים. רשת הדנדריטים שלהם היא המסועפת ביותר, והאקסונים משתרעים על סיבי השריר. הם גורמים לשריר להתכווץ ולהתיישר. הארוך ביותר בגוף האדם הוא רק האקסון של הנוירון המוטורי, הולך אל אֲגוּדָלרגלים למטה מוֹתָנִי. בממוצע, אורכו כמטר אחד.
כמעט כל הנוירונים היוצאים ממוקמים בחוט השדרה, מכיוון שהוא אחראי לרוב התנועות הלא מודעות שלנו. זה חל לא רק על רפלקסים בלתי מותנים (למשל, מצמוץ), אלא גם על כל פעולה שאיננו חושבים עליהן. כאשר אנו מסתכלים על חפץ, הוא שולח אליו דחפים עצב עינייםמוֹחַ. והנה התנועה גַלגַל הָעַיִןשמאל וימין מתבצעים באמצעות פקודות של חוט השדרה, אלו תנועות לא מודעות. אז ככל שאנו מתבגרים, ככל שמאגר ההרגלים הלא מודעים גדל, החשיבות של נוירונים מוטוריים נראית באור חדש.
סוגי נוירונים מוטוריים
בתורו, לתאים efferent יש סיווג מסוים. הם מחולקים לשני הסוגים הבאים:
- א-מוטונורונים;
- נוירונים y-מוטוריים.
לסוג הראשון של נוירון יש מבנה סיבים צפוף יותר והוא נצמד לסיבי שריר שונים. נוירון אחד כזה יכול להשתמש במספר שונה של שרירים.
Y-motoneurons מעט חלשים יותר מ"אחיהם", הם אינם יכולים להשתמש במספר סיבי שריר בו זמנית והם אחראים על מתח השרירים. אנו יכולים לומר ששני סוגי הנוירונים הם האיבר השולט בפעילות המוטורית.
אילו שרירים מחוברים לנוירונים מוטוריים?
האקסונים של נוירונים קשורים למספר סוגים של שרירים (הם עובדים), המסווגים כ:
- בעל חיים;
- וגטטיבי.
קבוצת השרירים הראשונה מיוצגת על ידי שרירי השלד, והשנייה שייכת לקטגוריה של שרירים חלקים. גם שיטות ההתקשרות לסיבי השריר שונות. שרירי שלדבמקום מגע עם נוירונים יוצרים סוג של לוחות. נוירונים אוטונומיים מתקשרים עם שריר חלק דרך נפיחות קטנות או שלפוחיות.
סיכום
אי אפשר לדמיין איך הגוף שלנו יתפקד בהיעדר תאי עצב. הם מבצעים עבודה מורכבת להפליא בכל שנייה, אחראים על שלנו מצב רגשי, העדפות טעם ו פעילות גופנית. נוירונים עדיין לא חשפו הרבה מהסודות שלהם. אחרי הכל, אפילו התיאוריה הפשוטה ביותר על אי-החלמה של נוירונים גורמת להרבה מחלוקות ושאלות בקרב כמה מדענים. הם מוכנים להוכיח שבמקרים מסוימים, תאי עצב מסוגלים לא רק ליצור קשרים חדשים, אלא גם להתרבות את עצמם. כמובן, זו רק תיאוריה לעת עתה, אבל בהחלט עשויה להתברר שהיא בת קיימא.
עבודה על חקר תפקוד מערכת העצבים המרכזית חשובה ביותר. ואכן, הודות לתגליות בתחום זה, רוקחים יוכלו לפתח תרופות חדשות להפעלת פעילות המוח, ופסיכיאטרים יבינו טוב יותר את טיבן של מחלות רבות שנראות כעת חשוכות מרפא.
כל מבנה בגוף האדם מורכב מרקמות ספציפיות הטבועות באיבר או במערכת. ברקמת העצבים - נוירון (נוירוציט, עצב, נוירון, סיב עצב). מהם נוירונים במוח? זוהי יחידה מבנית ותפקודית של רקמת העצבים, שהיא חלק מהמוח. בנוסף להגדרה האנטומית של נוירון, ישנה גם הגדרה פונקציונלית - זהו תא הנרגש מדחפים חשמליים, המסוגל לעבד, לאחסן ולהעביר מידע לנוירונים אחרים באמצעות אותות כימיים וחשמליים.
המבנה של תא העצב אינו כל כך מסובך, בהשוואה לתאים הספציפיים של רקמות אחרות, הוא גם קובע את תפקידו. נוירוציטמורכב מגוף (שם אחר הוא סומא), ותהליכים - אקסון ודנדריט. כל אלמנט של הנוירון מבצע את תפקידו. הסומא מוקפת בשכבת רקמת שומן המאפשרת מעבר לחומרים מסיסים בשומן בלבד. בתוך הגוף נמצא הגרעין ואברונים אחרים: ריבוזומים, רטיקולום אנדופלזמי ואחרים.
בנוסף לנוירונים עצמם, התאים הבאים שולטים במוח, כלומר: גליאלתאים. הם מכונה לעתים קרובות דבק מוחי עבור תפקידם: גליה משמשת כפונקציית תמיכה לנוירונים, ומספקת סביבה עבורם. רקמת גליה מאפשרת לרקמת העצבים להתחדש, להזין ועוזרת ביצירת דחף עצבי.
מספר הנוירונים במוח תמיד עניין חוקרים בתחום הנוירופיזיולוגיה. לפיכך, מספר תאי העצב נע בין 14 מיליארד ל-100. המחקר האחרון של מומחים ברזילאים מצא שמספר הנוירונים עומד על 86 מיליארד תאים בממוצע.
שלוחים
הכלים בידי הנוירון הם התהליכים, שבזכותם הנוירון מסוגל לבצע את תפקידו כמעביר ומאגר מידע. התהליכים הם היוצרים רשת עצבים רחבה, המאפשרת לנפש האדם להתגלגל במלוא תפארתה. יש מיתוס שהיכולות המנטליות של האדם תלויות במספר הנוירונים או במשקל המוח, אבל זה לא כך: אותם אנשים ששדות ותת-השדות במוח שלהם מפותחים מאוד (פי כמה וכמה) הופכים לגאונים. בשל כך, השדות האחראים על פונקציות מסוימות יוכלו לבצע פונקציות אלו בצורה יצירתית ומהירה יותר.
אקסון
אקסון הוא ענף ארוך של נוירון שמשדר דחפים עצבייםמהסומה של העצב לתאים או איברים דומים אחרים המועצבים על ידי קטע מסוים של עמוד העצב. הטבע העניק לחולייתנים בונוס - סיבי מיאלין, שבמבנהם יש תאי שוואן, שביניהם יש אזורים ריקים קטנים - יירוטים של רנווייר. לאורכם, כמו סולם, דחפים עצביים קופצים מאזור אחד למשנהו. מבנה זה מאפשר לזרז את העברת המידע לעיתים (עד כ-100 מטר לשנייה). מהירות התנועה של דחף חשמלי לאורך סיב שאין בו מיאלין עומדת על 2-3 מטר בשנייה בממוצע.
דנדריטים
סוג נוסף של תהליכים של תא העצב - דנדריטים. בניגוד לאקסון ארוך ולא שבור, דנדריט הוא מבנה קצר ומסועף. תהליך זה אינו מעורב בהעברת המידע, אלא רק בקבלתו. אז, עירור מגיע לגוף של נוירון בעזרת ענפים קצרים של דנדריטים. המורכבות של המידע שהדנדריט מסוגל לקבל נקבעת על ידי הסינפסות שלו (קולטני עצב ספציפיים), כלומר קוטר פני השטח שלו. דנדריטים, בשל המספר העצום של עמוד השדרה שלהם, מסוגלים ליצור מאות אלפי קשרים עם תאים אחרים.
חילוף חומרים בנוירון
תכונה ייחודית של תאי עצב היא חילוף החומרים שלהם. חילוף חומרים בנוירוציט נבדל במהירות הגבוהה שלו ובדומיננטיות של תהליכים אירוביים (על בסיס חמצן). תכונה זו של התא מוסברת בכך שעבודת המוח עתירת אנרגיה ביותר, והצורך שלו בחמצן גדול. למרות העובדה שמשקל המוח הוא רק 2% ממשקל הגוף כולו, צריכת החמצן שלו היא כ-46 מ"ל לדקה, שהם 25% מכלל צריכת הגוף.
מקור האנרגיה העיקרי לרקמת המוח, בנוסף לחמצן, הוא גלוקוזשבו הוא עובר טרנספורמציות ביוכימיות מורכבות. בסופו של דבר, תרכובות סוכר משתחררות מספר גדול שלאֵנֶרְגִיָה. לפיכך, ניתן לענות על השאלה כיצד לשפר את הקשרים העצביים של המוח: לאכול מזונות המכילים תרכובות גלוקוז.
פונקציות של נוירון
למרות היחסית מבנה מורכב, לנוירון תפקידים רבים, שהעיקריים שבהם הם הבאים:
- תפיסה של גירוי;
- עיבוד גירוי;
- העברת דחפים;
- יצירת תגובה.
מבחינה תפקודית, נוירונים מחולקים לשלוש קבוצות:
מֵבִיא(רגיש או חושי). הנוירונים של קבוצה זו קולטים, מעבדים ושולחים דחפים חשמליים למערכת העצבים המרכזית. תאים כאלה ממוקמים מבחינה אנטומית מחוץ למערכת העצבים המרכזית, אך בצברים עצביים בעמוד השדרה (גנגליות), או באותם מקבצים של עצבי גולגולת.
מתווכים(כמו כן, נוירונים אלה שאינם חורגים מעבר לחוט השדרה והמוח נקראים intercalary). מטרת התאים הללו היא לספק מגע בין נוירוציטים. הם ממוקמים בכל שכבות מערכת העצבים.
אפרן(מנוע, מנוע). הקטגוריה הזותאי עצב אחראים על העברת דחפים כימיים לאיברי הביצוע המועצבים, מבטיחים את ביצועיהם וקובעים אותם. מצב תפקודי.
בנוסף, קבוצה נוספת מובחנת מבחינה תפקודית במערכת העצבים - עצבים מעכבים (האחראים על עיכוב עירור תאים). תאים כאלה נוגדים את התפשטות הפוטנציאל החשמלי.
סיווג של נוירונים
תאי עצב מגוונים ככאלה, כך שניתן לסווג נוירונים על סמך הפרמטרים והתכונות השונות שלהם, כלומר:
- צורת גוף. בחלקים שונים של המוח, נוירוציטים של צורות סומה שונות ממוקמים:
- כוכבית;
- בצורת ציר;
- פירמידלי (תאי בץ).
- לפי מספר הצילומים:
- חד קוטבי: יש תהליך אחד;
- דו קוטבי: שני תהליכים ממוקמים על הגוף;
- רב קוטבי: שלושה תהליכים או יותר ממוקמים על הסומא של תאים כאלה.
- תכונות מגע של משטח הנוירון:
- אקססו-סומטי. במקרה זה, האקסון יוצר קשר עם הסומה של התא השכן של רקמת העצבים;
- אקסו-דנדריטי. הסוג הזהמגע כרוך בחיבור של אקסון ודנדריט;
- אקסו-אקסונלי. לאקסון של נוירון אחד יש קשרים עם האקסון של תא עצב אחר.
סוגי נוירונים
על מנת לבצע תנועות מודעות, יש צורך שהדחף הנוצר בפיתולים המוטוריים של המוח יוכל להגיע לשרירים הדרושים. לפיכך, נבדלים בין סוגי הנוירונים הבאים: נוירון מוטורי מרכזי ואחד היקפי.
הסוג הראשון של תאי עצב מקורו בגירוס המרכזי הקדמי, הממוקם מול הסולקוס הגדול ביותר של המוח - כלומר, מתאי הפירמידה של בץ. יתר על כן, האקסונים של הנוירון המרכזי מעמיקים לתוך ההמיספרות ועוברים דרך הקפסולה הפנימית של המוח.
נוירוציטים מוטוריים היקפיים נוצרים על ידי נוירונים מוטוריים של הקרניים הקדמיות של חוט השדרה. האקסונים שלהם מגיעים לתצורות שונות, כגון מקלעות, מקבצי עצבים בעמוד השדרה, ובעיקר, לשרירים הפועלים.
התפתחות וצמיחה של נוירונים
תא עצב מקורו מתא מבשר. מתפתחים, הראשונים מתחילים לגדל אקסונים, הדנדריטים מבשילים מעט מאוחר יותר. בסוף האבולוציה של תהליך הנוירוציטים, נוצרת צפוף קטן בעל צורה לא סדירה ליד הסומא של התא. תצורה זו נקראת חרוט צמיחה. הוא מכיל מיטוכונדריה, נוירופילמנטים וצינוריות. מערכות הקולטנים של התא מבשילות בהדרגה והאזורים הסינפטים של הנוירוציט מתרחבים.
הולכת שבילים
למערכת העצבים יש את תחומי ההשפעה שלה בכל הגוף. בעזרת סיבים מוליכים מתבצע ויסות העצבים של מערכות, איברים ורקמות. המוח, הודות למערכת רחבה של מסלולים, שולט לחלוטין במצב האנטומי והתפקודי של כל מבנה בגוף. כליות, כבד, קיבה, שרירים ואחרים - כל זה נבדק על ידי המוח, מתאם ומווסת בקפידה ובקפדנות כל מילימטר של רקמה. ובמקרה של כשל, הוא מתקן ובוחר את מודל ההתנהגות המתאים. כך, הודות למסלולים, גוף האדם מובחן באוטונומיה, ויסות עצמי והתאמה לסביבה החיצונית.
מסלולים של המוח
המסלול הוא אוסף של תאי עצב שתפקידם להחליף מידע בין חלקים שונים בגוף.
- סיבי עצב אסוציאטיביים. תאים אלו מחברים בין מרכזי עצבים שונים הנמצאים באותה המיספרה.
- סיבים קומיסוריים. קבוצה זו אחראית לחילופי מידע בין מרכזים דומים במוח.
- סיבי עצב השלכתיים. קטגוריה זו של סיבים מפרקת את המוח עם חוט השדרה.
- מסלולי חוץ. הם נושאים דחפים חשמליים מהעור ומאיברי חישה אחרים אל חוט השדרה.
- פרופריוספטיבי. קבוצה זו של מסלולים נושאת אותות מגידים, שרירים, רצועות ומפרקים.
- מסלולים אינטרספציטיביים. הסיבים של מערכת זו מקורם איברים פנימיים, כלי דם ומזנטריה של המעי.
אינטראקציה עם נוירוטרנסמיטורים
נוירונים ממקומות שונים מתקשרים זה עם זה באמצעות דחפים חשמליים בעלי אופי כימי. אז מה הבסיס לחינוך שלהם? ישנם מה שנקרא נוירוטרנסמיטורים (נוירוטרנסמיטורים) - תרכובות כימיות מורכבות. על פני האקסון יש סינפסה עצבית - משטח מגע. בצד אחד נמצא השסע הפרה-סינפטי, ומצד שני השסע הפוסט-סינפטי. יש ביניהם פער - זו הסינפסה. בחלק הפרה-סינפטי של הקולטן, יש שקיות (שלפוחיות) המכילות כמות מסוימת של נוירוטרנסמיטורים (קוונטי).
כאשר הדחף מתקרב לחלק הראשון של הסינפסה, מתחיל מנגנון מפל ביוכימי מורכב, שכתוצאה ממנו נפתחים השקים עם המתווכים, וכמות החומרים המתווכים זורמת בצורה חלקה לתוך הפער. בשלב זה, הדחף נעלם ומופיע שוב רק כאשר הנוירוטרנסמיטורים מגיעים אל השסע הפוסט-סינפטי. ואז תהליכים ביוכימיים מופעלים שוב עם פתיחת השערים למתווכים, ואלה, הפועלים על הקולטנים הקטנים ביותר, מומרים לדחף חשמלי, שהולך יותר אל מעמקי סיבי העצב.
בינתיים, להקצות קבוצות שונותאותם נוירוטרנסמיטורים, כלומר:
- נוירוטרנסמיטורים מעכבים הם קבוצה של חומרים בעלי השפעה מעכבת על עירור. אלו כוללים:
- חומצה גמא-אמינו-בוטירית (GABA);
- גליצין.
- מתווכים מעוררים:
- אצטילכולין;
- דופמין;
- סרוטונין;
- נוראדרנלין;
- אַדְרֶנָלִין.
האם תאי עצב מתאוששים
במשך זמן רב חשבו שנירונים אינם מסוגלים להתחלק. עם זאת, הצהרה כזו, לפי מחקר מודרני, התברר כשקרי: בחלקים מסוימים של המוח מתרחש תהליך הנוירוגנזה של מבשרי הנוירוציטים. בנוסף, לרקמת המוח יש יכולת יוצאת דופן לנוירופלסטיות. ישנם מקרים רבים שבהם חלק בריא במוח משתלט על תפקוד של פגוע.
מומחים רבים בתחום הנוירופיזיולוגיה תהו כיצד לשחזר נוירונים במוח. מחקר חדש על ידי מדענים אמריקאים גילה כי לצורך התחדשות בזמן ותקין של נוירוציטים, אינך צריך להשתמש תרופות יקרות. כדי לעשות זאת, אתה רק צריך לעשות את לוח השינה הנכון ולאכול נכון עם הכללת ויטמיני B ומזונות דלי קלוריות בתזונה.
אם יש הפרה של הקשרים העצביים של המוח, הם מסוגלים להתאושש. עם זאת, יש פתולוגיות חמורותקשרים ומסלולים עצביים, כגון מחלת נוירונים מוטוריים. אז אתה צריך ליצור קשר עם מומחה טיפול קלינישבו נוירולוגים יכולים לגלות את הגורם לפתולוגיה ולעשות את הטיפול הנכון.
אנשים שהשתמשו בעבר או השתמשו באלכוהול לעתים קרובות שואלים את השאלה כיצד לשחזר נוירונים במוח לאחר אלכוהול. המומחה יענה כי לשם כך יש צורך לעבוד באופן שיטתי על הבריאות שלך. מכלול הפעילויות כולל תזונה מאוזנת, פעילות גופנית סדירה, פעילות מנטלית, הליכות וטיולים. הוכח כי הקשרים העצביים של המוח מתפתחים באמצעות מחקר והתבוננות במידע שהוא חדש באופן קטגורי לאדם.
בתנאים של רוויה יתר מידע נוסף, קיומו של שוק מזון מהיר ואורח חיים בישיבה, המוח סובל מבחינה איכותית לנזקים שונים. טרשת עורקים, היווצרות פקקת על כלי הדם, מתח כרוני, זיהומים - כל זה הוא דרך ישירה לסתימת המוח. למרות זאת, ישנן תרופות המשחזרות תאי מוח. הקבוצה העיקרית והפופולרית היא nootropics. תכשירים מקטגוריה זו ממריצים את חילוף החומרים בנוירוציטים, מגבירים את ההתנגדות למחסור בחמצן ומשפיעים לטובה על תהליכים נפשיים שונים (זיכרון, קשב, חשיבה). בנוסף לנוטרופיות, שוק התרופות מציע תרופות המכילות חומצה ניקוטינית, חיזוק דפנות כלי הדם, ואחרים. יש לזכור כי שחזור הקשרים העצביים של המוח בעת נטילת תרופות שונותהוא תהליך ארוך.
השפעת האלכוהול על המוח
לאלכוהול יש השפעה שלילית על כל האיברים והמערכות, ובמיוחד על המוח. אלכוהול אתיל חודר בקלות את מחסומי ההגנה של המוח. מטבוליט אלכוהול - אצטלדהיד - איום רצינילנוירונים: אלכוהול דהידרוגנאז (אנזים המעבד אלכוהול בכבד) בתהליך העיבוד על ידי הגוף מושך יותר נוזלים, כולל מים מהמוח. לפיכך, תרכובות אלכוהול פשוט מייבשות את המוח, מושכות ממנו מים, וכתוצאה מכך מתרחשת ניוון מבני מוח ומוות תאי. במקרה של שימוש יחיד באלכוהול, תהליכים כאלה הם הפיכים, מה שלא ניתן לומר על צריכת אלכוהול כרונית, כאשר, בנוסף לשינויים אורגניים, נוצרים מאפיינים פתולוגיים יציבים של אלכוהוליסט. יותר מידע מפורטעל איך קורה "השפעת האלכוהול על המוח".
פרסומים קשורים
-
משמעות החלומות על פי ספר החלומות הגדול של נטליה סטפנובה
אני מציע לא להסביר, במובן המסורתי, לא לנתח חלומות, אלא לפרש אותם, כפי שאנשים עושים ועשו עבור...
-
צינורות הנפט הראשיים הגדולים ביותר
צי המכליות העולמי, המיועד להובלה ימית של נפט ומוצרי נפט, שונה ממגזרים אחרים של הספנות המסחרית...