Die Fähigkeit von Zellen, auf Reize von außen zu reagieren, ist das Hauptkriterium eines lebenden Organismus. Die Strukturelemente des Nervengewebes - die Neuronen von Säugetieren und Menschen - sind in der Lage, Reize (Licht, Geruch, Schallwellen) in den Erregungsprozess umzuwandeln. Das Ergebnis ist eine adäquate Reaktion des Körpers auf verschiedene Umwelteinflüsse. In diesem Artikel werden wir die Funktion der Neuronen des Gehirns und der peripheren Teile des Nervensystems untersuchen und auch die Klassifizierung von Neuronen im Zusammenhang mit den Besonderheiten ihrer Funktion in lebenden Organismen betrachten.
Bildung von Nervengewebe
Bevor wir uns mit den Funktionen eines Neurons befassen, schauen wir uns an, wie Neurozytenzellen gebildet werden. Im Neurula-Stadium wird das Neuralrohr in den Embryo gelegt. Es wird aus dem Ektoderm gebildetBlatt mit einer Verdickung - die Neuralplatte. Das aufgeweitete Ende der Röhre bildet später fünf Teile in Form von Gehirnblasen. Sie bilden Teile des Gehirns. Der Hauptteil des Neuralrohrs im Prozess der Embryonalentwicklung bildet das Rückenmark, von dem 31 Nervenpaare abgehen.
Die Neuronen des Gehirns verbinden sich zu Kernen. Aus ihnen gehen 12 Hirnnervenpaare hervor. Im menschlichen Körper wird das Nervensystem in den zentralen Abschnitt - das Gehirn und das Rückenmark, bestehend aus Nervenzellen - und das Stützgewebe - Neuroglia - differenziert. Der periphere Abschnitt besteht aus dem somatischen und dem vegetativen Teil. Ihre Nervenenden innervieren alle Organe und Gewebe des Körpers.
Neuronen sind strukturelle Einheiten des Nervensystems
Sie haben unterschiedliche Größen, Formen und Eigenschaften. Die Funktionen eines Neurons sind vielfältig: Teilnahme an der Bildung von Reflexbögen, Wahrnehmung von Reizungen durch die äußere Umgebung, Übertragung der resultierenden Erregung auf andere Zellen. Ein Neuron hat mehrere Äste. Die lange ist ein Axon, die kurzen verzweigen sich und heißen Dendriten.
Zytologische Studien haben im Körper einer Nervenzelle einen Zellkern mit einem oder zwei Nukleolen, ein wohlgeformtes endoplasmatisches Retikulum, viele Mitochondrien und einen leistungsstarken Proteinsyntheseapparat gezeigt. Es wird durch Ribosomen und RNA- und mRNA-Moleküle repräsentiert. Diese Substanzen bilden eine spezifische Struktur von Neurozyten - die Nissl-Substanz. Die Besonderheit von Nervenzellen - eine große Anzahl von Prozessen trägt dazu bei, dass die Hauptfunktion des Neurons die Nervenübertragung istImpulse. Es wird sowohl von den Dendriten als auch vom Axon bereitgestellt. Erstere nehmen Signale auf und leiten sie an den Körper der Nervenzelle weiter, und das Axon, der einzige sehr lange Fortsatz, leitet die Erregung an andere Nervenzellen weiter Um die Frage zu beantworten: Welche Funktion haben Neuronen, wenden wir uns zu die Struktur einer solchen Substanz wie Neuroglia.
Nervengewebestrukturen
Neurozyten sind von einer speziellen Substanz umgeben, die unterstützende und schützende Eigenschaften hat. Es hat auch eine charakteristische Fähigkeit zur Teilung. Diese Verbindung wird Neuroglia genannt.
Diese Struktur steht in enger Verbindung mit Nervenzellen. Da die Hauptfunktionen eines Neurons die Erzeugung und Weiterleitung von Nervenimpulsen sind, werden Gliazellen durch den Erregungsprozess beeinflusst und verändern ihre elektrischen Eigenschaften. Neben trophischen und schützenden Funktionen sorgt Glia für Stoffwechselreaktionen in Neurozyten und trägt zur Plastizität des Nervengewebes bei.
Erregungsleitungsmechanismus in Neuronen
Jede Nervenzelle bildet mehrere tausend Kontakte zu anderen Neurozyten. Elektrische Impulse, die Grundlage von Erregungsprozessen sind, werden vom Körper des Neurons entlang des Axons übertragen und kontaktieren andere Strukturelemente des Nervengewebes oder treten direkt in das Arbeitsorgan ein, beispielsweise in den Muskel. Um festzustellen, welche Funktion Neuronen erfüllen, ist es notwendig, den Mechanismus der Erregungsübertragung zu untersuchen. Es wird von Axonen durchgeführt. In motorischen Nerven sind sie mit einer Myelinscheide bedeckt und werden als fleischig bezeichnet. Im VegetativenNervensystem sind myelinisierte Prozesse. Durch sie soll die Erregung in den benachbarten Neurozyt gelangen.
Was ist eine Synapse
Die Stelle, an der sich zwei Zellen treffen, nennt man Synapse. Die Übertragung der Erregung erfolgt entweder mit Hilfe chemischer Substanzen - Mediatoren oder durch die Weitergabe von Ionen von einem Neuron zum anderen, dh durch elektrische Impulse.
Aufgrund der Bildung von Synapsen bilden Neuronen eine Maschenstruktur des Stammteils des Gehirns und des Rückenmarks. Es wird als Formatio reticularis bezeichnet, beginnt am unteren Teil der Medulla oblongata und fängt die Kerne des Hirnstamms oder Gehirnneuronen ein. Die Maschenstruktur hält den aktiven Zustand der Großhirnrinde aufrecht und leitet die Reflexhandlungen des Rückenmarks.
Künstliche Intelligenz
Die Idee der synaptischen Verbindungen zwischen Neuronen des zentralen Nervensystems und das Studium der Funktionen retikulärer Informationen wird derzeit von der Wissenschaft in Form eines künstlichen neuronalen Netzwerks verkörpert. Darin werden die Ausgänge einer künstlichen Nervenzelle mit den Eingängen einer anderen durch spezielle Verbindungen verbunden, die echte Synapsen in ihrer Funktion duplizieren. Die Aktivierungsfunktion eines Neurons eines künstlichen Neurocomputers ist die Summe aller in die künstliche Nervenzelle eintretenden Eingangssignale, umgewandelt in eine nichtlineare Funktion der linearen Komponente. Sie wird auch Betätigungsfunktion (Transfer) genannt. Bei der Erstellung künstlicher Intelligenz werden am häufigsten lineare, halblineare und schrittweise Aktivierungsfunktionen verwendet. Neuron.
Afferente Neurozyten
Sie werden auch sensibel genannt und haben kurze Fortsätze, die in die Hautzellen und alle inneren Organe (Rezeptoren) eindringen. Die Rezeptoren nehmen die Reizung der äußeren Umgebung wahr und wandeln sie in den Erregungsprozess um. Je nach Art des Reizes werden Nervenenden unterteilt in: Thermorezeptoren, Mechanorezeptoren, Nozizeptoren. Die Funktionen eines sensiblen Neurons sind also die Wahrnehmung von Reizen, ihre Unterscheidung, die Erzeugung von Erregungen und ihre Weiterleitung an das Zentralnervensystem. Sensorische Neuronen treten in die Hinterhörner des Rückenmarks ein. Ihre Körper befinden sich in Knoten (Ganglien), die sich außerhalb des zentralen Nervensystems befinden. So entstehen die Ganglien der Hirn- und Spinalnerven. Afferente Neuronen haben eine große Anzahl von Dendriten, sie sind zusammen mit Axon und Körper ein wesentlicher Bestandteil aller Reflexbögen. Daher bestehen die Funktionen eines empfindlichen Neurons sowohl in der Übertragung des Erregungsprozesses auf das Gehirn und das Rückenmark als auch in der Beteiligung an der Bildung von Reflexen.
Eigenschaften des Interneurons
Indem wir die Eigenschaften der strukturellen Elemente des Nervengewebes weiter untersuchen, wollen wir herausfinden, welche Funktion Interneurone erfüllen. Diese Art von Nervenzellen empfängt bioelektrische Impulse von den sensorischen Neurozyten und leitet sie weiter:
a) andere Interneurone;
b) motorische Neurozyten.
Die meisten Interneurone haben Axone, deren Endabschnitte Terminale sind, die mit Neurozyten eines Zentrums verbunden sind.
Das interkalare Neuron, dessen Funktionen die Integration der Erregung und ihre Weiterleitung an die Teile des Zentralnervensystems sind, sind ein wesentlicher Bestandteil der meisten unkonditionierten Reflex- und konditionierten Reflex-Nervenbögen. Exzitatorische Interneurone fördern die Signalübertragung zwischen funktionellen Gruppen von Neurozyten. Hemmende interkalare Nervenzellen werden durch Feedback von ihrem eigenen Zentrum erregt. Dies trägt dazu bei, dass das interkalare Neuron, dessen Funktionen die Weiterleitung und Langzeiterh altung von Nervenimpulsen sind, für die Aktivierung sensorischer Spinalnerven sorgt.
Motorneuronenfunktion
Motoneuron ist die letzte Struktureinheit des Reflexbogens. Es hat einen großen Körper, der in den vorderen Hörnern des Rückenmarks eingeschlossen ist. Jene Nervenzellen, die Skelettmuskeln innervieren, tragen die Namen dieser motorischen Elemente. Andere efferente Neurozyten dringen in die Sekretionszellen der Drüsen ein und bewirken die Freisetzung geeigneter Substanzen: Geheimnisse, Hormone. Bei unwillkürlichen, also unbedingten Reflexhandlungen (Schlucken, Speicheln, Stuhlgang) verlassen efferente Neuronen das Rückenmark oder den Hirnstamm. Um komplexe Aktionen und Bewegungen auszuführen, verwendet der Körper zwei Arten von zentrifugalen Neurozyten: Zentralmotor und peripherer Motor. Der Körper des zentralen Motoneurons befindet sich in der Großhirnrinde, in der Nähe des Sulcus Roland.
Die Körper der peripheren motorischen Neurozyten, die die Muskeln der Gliedmaßen, des Rumpfes, des Halses,befinden sich in den Vorderhörnern des Rückenmarks, und ihre langen Fortsätze - Axone - kommen aus den Vorderwurzeln. Sie bilden motorische Fasern von 31 Spinalnervenpaaren. Periphere motorische Neurozyten, die die Gesichts-, Pharynx-, Larynx- und Zungenmuskulatur innervieren, befinden sich in den Kernen der Hirnnerven Vagus, Hypoglossus und Glossopharynx. Daher ist die Hauptfunktion des Motoneurons die ungehinderte Weiterleitung der Erregung an die Muskeln, sekretierenden Zellen und andere Arbeitsorgane.
Stoffwechsel in Neurozyten
Die Hauptfunktionen eines Neurons - die Bildung eines bioelektrischen Aktionspotentials und dessen Weiterleitung an andere Nervenzellen, Muskeln, sekretorische Zellen - sind auf die strukturellen Besonderheiten des Neurozyts sowie spezifische Stoffwechselreaktionen zurückzuführen. Zytologische Studien haben gezeigt, dass Neuronen eine große Anzahl von Mitochondrien enth alten, die ATP-Moleküle synthetisieren, ein entwickeltes körniges Retikulum mit vielen ribosomalen Partikeln. Sie synthetisieren aktiv zelluläre Proteine. Die Membran der Nervenzelle und ihre Prozesse - das Axon und die Dendriten - erfüllen die Funktion des selektiven Transports von Molekülen und Ionen. Stoffwechselreaktionen in Neurozyten verlaufen unter Beteiligung verschiedener Enzyme und zeichnen sich durch hohe Intensität aus.
Erregungsübertragung in Synapsen
In Anbetracht des Mechanismus der Erregungsleitung in Neuronen haben wir Synapsen kennengelernt - Gebilde, die am Kontaktpunkt zweier Neurozyten entstehen. Die Erregung in der ersten Nervenzelle verursacht die Bildung von Molekülen chemischer Substanzen - Mediatoren - in den Kollateralen ihres Axons. Diese beinh altenAminosäuren, Acetylcholin, Noradrenalin. Aus den Vesikeln synoptischer Enden in der synoptischen Sp alte freigesetzt, kann es sowohl seine eigene postsynaptische Membran als auch die Hüllen benachbarter Neuronen beeinflussen.
Neurotransmitter-Moleküle wirken als Reizstoff für eine andere Nervenzelle und verursachen Ladungsänderungen in ihrer Membran - ein Aktionspotential. So breitet sich die Erregung schnell entlang der Nervenfasern aus und erreicht die Teile des Zentralnervensystems oder dringt in die Muskeln und Drüsen ein und bewirkt deren angemessene Wirkung.
Plastizität von Neuronen
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass sich im Prozess der Embryogenese, nämlich im Stadium der Neurulation, aus dem Ektoderm sehr viele primäre Neuronen entwickeln. Etwa 65% von ihnen sterben vor der Geburt einer Person. Während der Ontogenese werden weiterhin einige Gehirnzellen eliminiert. Dies ist ein natürlicher programmierter Prozess. Neurozyten sind im Gegensatz zu Epithel- oder Bindegewebezellen nicht in der Lage, sich zu teilen und zu regenerieren, da die für diese Prozesse verantwortlichen Gene in menschlichen Chromosomen inaktiviert sind. Trotzdem kann die Gehirn- und geistige Leistungsfähigkeit über viele Jahre aufrechterh alten werden, ohne signifikant nachzulassen. Dies erklärt sich dadurch, dass die Funktionen des Neurons, die im Prozess der Ontogenese verloren gehen, von anderen Nervenzellen übernommen werden. Sie müssen ihren Stoffwechsel steigern und neue zusätzliche Nervenverbindungen schaffen, die die verlorenen Funktionen kompensieren. Dieses Phänomen wird als Neurozytenplastizität bezeichnet.
Wasreflektiert in Neuronen
Ende des 20. Jahrhunderts stellte eine Gruppe italienischer Neurophysiologen eine interessante Tatsache fest: In Nervenzellen ist eine Spiegelung des Bewusstseins möglich. Das bedeutet, dass sich in der Großhirnrinde ein Phantom des Bewusstseins der Menschen bildet, mit denen wir kommunizieren. Die im Spiegelsystem enth altenen Neuronen wirken als Resonatoren für die geistige Aktivität der umgebenden Menschen. Daher ist eine Person in der Lage, die Absichten des Gesprächspartners vorherzusagen. Die Struktur solcher Neurozyten liefert auch ein besonderes psychologisches Phänomen namens Empathie. Es zeichnet sich durch die Fähigkeit aus, in die Gefühlswelt einer anderen Person einzudringen und sich in ihre Gefühle hineinzuversetzen.
