Нейрон что такое: Что такое нейрон? Нейроны мозга

Что такое нейрон? Нейроны мозга

Нейроны – это нервные клетки нашего организма, которые распространяют информацию по всему телу при помощи электрических сигналов. Это помогает управлять всеми жизненно важными функциями организма. Всего у человека имеется около 100 млрд нейронов.

Нейроны являются основой нервной системы. Она включает в себя головной и спинной мозг, нервы и нервные окончания.

Как устроены нейроны?

Все нейроны имеют особое строение. У каждого нейрона есть тело (второе название — сома) и похожие на щупальца длинный и короткие отростки. Короткие отростки называют дендритами. Они принимают информацию от других нейронов. Длинный отросток всего один и называется он аксоном. Главная его роль – передать информацию от своего нейрона другим нервным клеткам.

Аксоны, объединяясь друг с другом, образуют нервы. Каждый аксон покрыт миелиновой оболочкой — жироподобным белым веществом. Эта обертка позволяет электрическому сигналу быстрее и надежнее передвигаться по всей нервной системе.

Что такое синапс?

Все нейроны соединяются друг с другом по одной схеме: аксон одного нейрона соединяется с телом или дендритами второго нейрона.

Место сближения двух нейронов называется синапсом. На теле только одного нейрона насчитывается от 1200 до 1800 синапсов.

Важно отметить, что два нейрона на месте синапса не соприкасаются, между ними находится синаптическая щель. Через эту щель проходит специальное вещество – медиатор, которое и обеспечивает передвижение нервного импульса от одного нейрона ко второму.

Так каждый нейрон действует по принципу «принял – отдал».

Какие функции выполняют нейроны?

Несмотря на то, что у всех нейронов есть основные функции приема и передачи информации, ученые разделяют их на разные группы.

По функциям нейроны бывают:

1) Чувствительные или афферентные – это нейроны, которые самые первые получают информацию от ощущений, таких как вкус, запах, боль, звук, температура.

2) Вставочные или промежуточные нейроны оправдывают свое название тем, что находятся и проводят нервный сигнал между чувствительными и двигательными нейронами.

3) Двигательные или эфферентные – нейроны, которые проводят сигнал от мозга к мышцам или железам.

По количеству отростков нейроны делят на:

1) Униполярные – имеют один отросток. Он играет роль как дендрита, так и аксона.

2) Биполярные – обладают двумя отростками: один дендрит и один аксон. Эти нейроны участвуют в зрительной, слуховой и обонятельных системах.

3) Псевдоуниполярные – нейроны, от тела которых отходит один отросток, который позже раздваивается.

4) Мультиполярные нейроны обладают большим количеством дендритов и всего одним аксоном. Находятся в головном и спинном мозге.

Восстанавливаются ли нервные клетки?

Долгое время считалось, что нервные клетки не восстанавливаются. Однако учёные из Каролинского института выяснили, что в день образуется до 700 нейронов. Новые нервные клетки формируются из стволовых клеток. Эти клетки отвечают за созревание мозга плода в утробе матери.

Не восстанавливаются нервные окончания, и поэтому человек теряет способность ходить при серьезных повреждениях спинного мозга.

Мы можем помочь сами себе в восстановлении нервных клеток. Для этого решайте сложные задачи, принимайте решения, находите выход из непростых ситуаций. Это стимулирует работу мозга и заставляет нервные клетки быстрее восстанавливаться.

Почему так трудно отказаться от второго куска торта? Ученые нашли «нейроны воздержания»

2 сентября 2020

Автор фото, Getty Images

Употребление вкусной пищи снижает активность клеток мозга, контролирующих чувство голода и жажды, установили ученые. А говоря попросту, чем больше съел, тем больше хочется. Вот почему бывает так трудно отказаться от второго куска пирога к чаю, даже после обильного обеда, предполагают ученые.

Журнал Nature рассказывает о результатах исследования группы ученых во главе со Скоттом Стернсоном из исследовательского центра Джанелия в Эшберне, штат Вирджиния. В ходе опытов на мышах они выявили область мозга, где находятся клетки (нейроны), отвечающие за потребление пищи и воды.

Когда нейронная сеть в этой области активизируется, чувство голода и жажды подавляется. И наоборот: ее блокировка ведет к тому, что мыши продолжают есть и пить, даже когда они вполне сыты и напоены.

Исследователи предлагали мышам разное питье, одновременно наблюдая за активностью «нейронов воздержания». Было зафиксировано незначительное снижение активности, когда мыши пили воду или горьковатые напитки, и гораздо более сильное, если мыши получали вкусные жидкости — например, с ванильным ароматом.

Как предполагают ученые, нейронная сеть устроена так, что приятный вкус заставляет мозг хотеть еще больше.

Как перепрограммировать мозг

В 2019 году журнал Science сообщал о результатах исследования на похожую тему. Его авторы, которые также работали с подопытными мышами, установили, что мозг можно запрограммировать на переедание: к этому приводит как раз потребление еды с большим содержанием жиров и сахара.

Автор фото, Science Photo Library

Группа ученых из университета Северной Каролины в Чапел-Хилле во главе с нейробиологом Гарретом Стубером изучала изменения, которые происходят в головном мозге при ожирении.

Они сравнили поведение нейронных сетей в мозгу живых мышей с обычным и избыточным весом сразу после приема пищи: в качестве таковой животным давали богатую калориями сладкую воду.

Мозг мышей без ожирения реагировал на сахар повышением активности нейронных сетей: клетки словно подавали сигнал «хватит» и запрещали требовать продолжения банкета.

Однако по мере того как мыши получали все больше сахара, они начинали набирать лишний вес — и нейронные сети в их мозгу становились все менее активными, говорится в исследовании. К 12-й неделе перемены диеты клетки реагировали на сладкий напиток примерно на 80% менее активно.

Впрочем, это исследование не уточняет, какие именно изменения привели к потере активности нейронных сетей: более сладкая диета или же непосредственно набор веса, отмечает невролог из Университета Мичигана Рэнди Сили, который не принимал участия в работе Стубера.

Им просто невкусно?

Сили не исключает, что важным фактором в том, как вели себя мыши, могла быть сама пища. «Вы, наверное, не знаете, каков на вкус корм для грызунов, — говорит ученый. — Я его пробовал, он просто отвратительный. Это сухая, соленая, безвкусная бурда».

Автор фото, Science Photo Library

При этом жирная пища, которой кормят мышей, на вкус напоминает тесто для сахарного печенья, объясняет эксперт, который, впрочем, допускает, что нейронная активность также могла быть важным фактором.

Ученые, в надежде помочь людям, страдающим ожирением, многие годы изучают механизмы, которые регулируют чувство сытости и голода.

Как пишет научно-популярный сайт The Conversation, в человеческом мозгу работает система «пищевого вознаграждения», которая поощряет нас к потреблению богатой калориями еды.

Такое вознаграждение способно перебороть поступающие в мозг сигналы о насыщении, в результате чего нам намного труднее справиться с соблазном продолжать пиршество.

Поскольку потребление вкусной еды приносит нам огромное удовольствие, предвкушение таких приятных ощущений становится важнейшим фактором, определяющим нашу диету.

Виновата эволюция?

При этом ученые доказали, что людям бывает особенно трудно отказаться от фастфуда, богатого жиром и сахаром, таких продуктов, как шоколад, мороженое, чипсы или печенье.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Механизмы потребления еды сформировались у людей еще в первобытную эпоху

У некоторых людей мозговые центры, стимулирующие потребление еды, работают намного активнее, чем у других. Как пишет The Conversation, ученые продемонстрировали, например, что у тех, кто особенно любит шоколад, вид и запах сладостей вызывает более активную реакцию в районах мозга, отвечающих за «пищевое вознаграждение».

Подобные механизмы заставляют нас формировать прочные взаимосвязи между местом и определенным видом еды: попадая на море, мы начинаем покупать рыбу и морепродукты, а в кинотеатре едим попкорн.

Система «пищевого вознаграждения» помогает нам найти нужную пищу и поощряет потребление. Ее появление связано с далеким прошлым человечества, в котором люди были охотниками-собирателями.

Чтобы выжить, им было необходимо как можно быстрее найти калорийную пищу — и съесть как можно больше.

В тех условиях переедание помогало людям пережить времена, когда пищи не было вовсе. Однако в современном обществе обусловленное эволюцией стремление к жирной и сладкой пище приводит к риску ожирения.

Тем более, что производить не слишком полезные, но питательные продукты намного дешевле, чем диетические.

Новый препарат для мозга эффективней аналогов — Российская газета

Препарат, эффективно защищающий нервные клетки мозга от гибели, разработала международная группа ученых из России, Испании и США. Он поможет людям, которые перенесли инсульт.

Сегодня только в России ежегодно появляется около 400 тысяч таких пациентов. Существует множество лекарств, которые должны препятствовать дальнейшей гибели нервных клеток у людей, которые перенесли инсульт. Однако сегодня в мире нет препаратов с высоким уровнем эффективности. Поэтому во всем мире идет поиск новых лекарственных средств, действие которых не будет вызывать сомнений.

— В основе нашей разработки лежит одно свойство нейронов, — сказала корреспонденту «РГ» кандидат биологических наук Ольга Бурмистрова. — Как и все другие клетки организма для питания они используют глюкозу. Но у нейронов есть своя специфика, которая отличает от всех других клеток, которые для переработки глюкозы используют окисление или так называемый гликолиз. Нейроны идут иным путем. Они тоже применяют гликолиз, но только в очень малых дозах, а основной поток глюкозы перерабатывается совсем в другой реакции. Вот такая специфика у нейрона.

Этот механизм работает, если все в норме, и нейроны надежно защищены от гибели. Но если произошел какой-то сбой, если баланс сдвигается в сторону гликолиз, нейрон начинает разрушаться. Так вот новый препарат должен вернуть нейрон на «путь истинный», заблокировать гликолиз. Как же это делается?

Новый препарат вернет нейрон на «путь истинный», защитит его от гибели

— Все дело в одном белке, а конкретно белке PFKFB3, — говорит Бурмистрова. — Если все в норме, его в нейронах нет, а вот в случае сбоев он появляется и сдвигает баланс в сторону гликолиза. Наш препарат блокирует этот провоцирующий белок, не давая сдвинуть в негативную сторону баланс в питании нейрона.

Эксперименты на мышах показали высокую эффективность нового препарата. Он уменьшает размер области поражения мозга и улучшает координацию мышей. По словам Бурмистровой, механизм препарата универсален, а потому сможет помочь людям не только справиться с последствиями инсульта, но и станет хорошим средством при черепно-мозговых травмах, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и ряде других тяжелых недугов. Препарат уже проверен на токсичность и показал свою полную безопасность. Клинические испытания нового лекарства для защиты клеток мозга должны начаться в ближайшее время. Он может дать надежду миллионам людей во всем мире.

Между тем

Признаки ранней стадии болезни Альцгеймера сможет выявлять система искусственного интеллекта, разработанная учеными Центра информационных технологий в проектировании РАН и Первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова. Машина в автоматическом режиме ставит диагноз по снимкам магнитно-резонансного томографа. Для этого она находит гиппокамп, определяет его объем и динамику изменения и выдает диагноз. В контрольных тестах смог в более 90 процентов случаев выявить на ранней стадии, когда еще болезнь себя никак не проявляет, атрофию гиппокампа. Созданная система станет инструментом, сокращающим время и сложность диагностики для врача и повысит шансы пациентов вовремя начать лечение.

Ученые предложили новое объяснение процессов, лежащих в основе рабочей памяти

Результаты исследования помогут улучшить функции рабочей памяти при помощи неинвазивной стимуляции мозга.

Время хранения информации в памяти человека зависит от того, насколько долго необходимо обращаться к воспоминаниям. Для того чтобы действовать на основании информации, которая недоступна прямо сейчас органам восприятия, мозг человека использует рабочую (кратковременную) память. Она необходима для того, чтобы рассуждать и размышлять, для осознания сложной информации, а также для принятия решений.

Мозг человека постоянно электрически активен. Во время удержания информации в рабочей памяти нейроны префронтальной коры входят в активное состояние с повышенной частотой порождения импульсов. Считается, что, помимо активности отдельных нейронов, для рабочей памяти также важна коллективная ритмическая активность нейронных сетей мозга в различных частотных диапазонах.

Нейроны — клетки головного мозга, которые обмениваются друг с другом информацией с помощью коротких электрических импульсов.

Среди видов ритмической активности мозга, наблюдаемых при использовании рабочей памяти, особый интерес представляют импульсы в гамма-диапазоне. Гамма-ритмом называются электрические колебания в мозге человека с частотами от от 30 до 170 герц.

Гамма-активность указывает на «включение» сетей нейронов и совпадает с моментами повышения частоты порождения импульсов этими сетями. В период удержания информации в рабочей памяти, когда сам стимул уже отсутствует, но информация о нем необходима для последующего решения, наблюдается повышенная интенсивность гамма-колебаний по сравнению с фоновым состоянием, не требующим удержания информации. 

Сегодня существует множество численных моделей рабочей памяти, в основе большинства численных моделей рабочей памяти лежат нейронные сети с несколькими стабильными состояниями. В самом простом случае у системы существует два устойчивых состояния: фоновое — с низкой частотой возникновения импульсов, соответствующее отсутствию информации в рабочей памяти, и активное — с высокой частотой порождения импульсов, соответствующее удержанию информации.

Переход от фонового состояния к активному происходит под действием короткого внешнего импульса. Именно в этот момент предъявляется стимул, который необходимо будет удерживать. Современные данные показывают, что активное состояние стабильно лишь в течение небольшого временного интервала (это явление называют метастабильностью).

В своей статье авторы рассмотрели модель рабочей памяти, содержащую набор популяций нейронов, связанных друг с другом возбуждающими связями. В момент предъявления стимула часть нейронных популяций префронтальной коры считывают сигнал и объединяются в единую сеть. Нейроны разряжаются случайным образом, поэтому каждый нейрон в связанной сети фактически получает на вход некое подобие шума, который складывается из сигналов от всех элементов.

Ученые смоделировали такое взаимодействие в виде общего случайного сигнала, подаваемого на вход части популяций. Стабильность удержания стимула в рабочей памяти оценивалась как среднее время, за которое популяция возвращалась в фоновое состояние после предъявления стимула. 

Авторы показали, что информация о стимуле удерживается более устойчиво, если популяции нейронов получают на вход одинаковый шумовой сигнал, а не разные независимые сигналы. Также было обнаружено, что подача на вход гамма-ритма стабилизировала рабочую память, и усиливала различие между двумя группами популяций. Это повышало «четкость» удерживаемой в памяти информации.

Сегодня теоретическое понимание значения ритмов мозга для рабочей памяти отстает от накопленного экспериментального материала. Опубликованное сотрудниками НИУ ВШЭ исследование вносит дополнительный вклад в развитие теории контроля процессов, лежащих в основе рабочей памяти.

«Наша работа продолжает серию теоретических исследований связи колебательных процессов с рабочей памятью и расширяет имеющееся понимание этой связи. Например, классические работы в данной области указывают на дестабилизирующую роль внешних сигналов и важность медленного взаимодействия между нейронами для поддержания рабочей памяти, — комментирует младший научный сотрудник Института когнитивных нейронаук Никита Новиков. — Напротив, в своей работе мы продемонстрировали стабилизирующую роль внешнего сигнала и важность обеспечивающего их быстрого взаимодействия. В целом, полученные результаты могут стать частью теоретического базиса для экспериментов по улучшению функций рабочей памяти при помощи неинвазивной периодической стимуляции мозга».

Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Neural Circuits.

Источник: Пресс-служба НИУ ВШЭ

Вам может быть интересно

Словарный запас: КОННЕКТОМ — Strelka Mag

 

ЧТО НАПИСАНО В СЛОВАРЕ

Коннекто́м (от англ. connection) — полное описание структуры связей в нервной системе организма. (Yourdictionary.com)

 

ЧТО ГОВОРЯТ ЭКСПЕРТЫ

Анастасия Туренко, биолог, сотрудник Института цитологии

Термин «коннектом» применим не только к человеку, но и животным с менее сложной нервной системой и отображает все нейронные связи в организме.

Нервная система состоит из огромного количества клеток. Эти клетки — нейроны. Нейроны имеют отростки — аксоны и дендриты, которые соединяются с отростками других нейронов. Откуда и куда идут эти отростки, как они между собой соединяются, какие трёхмерные структуры они образуют — всем этим занимается наука коннектомика.

Описать расположение и соединения всех нейронов весьма проблематично, так как они соединяются между собой разными способами. Соединение между нейронами называется синапсом. Синапсы могут быть разными — механическими, как рукопожатие; химическими — отростки не дотрагиваются друг до друга, но передают сигнальные молекулы; электрическими — передача заряда наподобие электросети. Определяя один вид связи, мы теряем информацию о других, так как методологически сложно зарегистрировать все взаимодействия. Кроме того, мозг — орган довольно большой. Клеток и связей между ними невероятное количество. Только сбор данных занял бы годы, обработка данных затруднена, нет алгоритма обработки, так как слишком много параметров нужно учесть и изучить те, про которые мы ещё даже не знаем. Кроме того, архитектура головного мозга человека — индивидуальна, то есть каждый коннектом уникален.

Первым был описан коннектом круглого червя — нематоды Caenorhabditis elegans. Только на него ушло около десяти лет. С. elegans выбрали не случайно: каждая их особь имеет постоянное количество клеток, нервная система довольно проста и имеет постоянное количество нейронов. Это делает нематоду прекрасным модельным объектом. Сейчас же идёт работа над коннектомом плодовой мушки — Drosophila melanogaster.

Проект «геном человека» прямо или косвенно привёл к появлению генетических паспортов и персонифицированной медицине, генной терапии и генной инженерии. Проект «коннектом человека» откроет новые грани строения и функционирования человеческого мозга, сможет ответить на вопросы: что такое мышление и психика? что такое память?

​

Илья Захаров, научный сотрудник лаборатории возрастной психогенетики Психологического института РАО

Термин «коннектом» был предложен в 2005 году для описания полной карты нейронных связей в мозге. Среди терминов-аналогов можно вспомнить английский термин connectivity, который, к сожалению, не имеет пока хорошего русского перевода. Также в качестве замены используется слово «связность». «Коннектом» был предложен по аналогии с термином «геном».

Задача учёных — попытаться получить коннектом, то есть построить полную карту нейронных связей. Делать это сейчас пытаются на разных уровнях: от анатомических карт связей между отдельными нейронами до анализа функциональных связей между крупными структурами на уровне МРТ. Если говорить про построение коннектома на клеточном уровне, там используются потрясающие методы: трёхмерные карты связей восстанавливают на основании отдельных срезов нервной ткани толщиной иногда не более 10 наномикронов. С функциональным коннектомом сложнее: тут приходится опираться на совпадение каких-то характеристик активности в разных областях мозга в одно и то же время. Данные такого типа более косвенные, поэтому процесс определения коннектома идёт медленно. Исследователи пытаются его построить для того, чтобы разобраться в мозге как в целостной структуре.

Ранние методы предполагали скорее анализ отдельных структур. Более систематический взгляд на мозг позволит увидеть больше различий в индивидуальных характеристиках работы мозга, а также разобраться в особенностях работы мозга людей с неврологическими или психиатрическими диагнозами. При этом существуют и более принципиальные вопросы, которые касаются функционирования нервной системы вообще. Для решения таких фундаментальных вопросов могут использоваться и животные модели, например хорошо известная модель нервной системы червя C. elegans. В его случае исследователям как раз удалось построить полную анатомическую модель соединений, которую сейчас пытаются связать с поведением. К сожалению, ввиду сложности нервной системы даже червя, прогресс в этой области идёт медленнее, чем хотелось бы многим футуристам. Построение коннектома человека станет основой для интеграции разных данных о работе мозга, которые получены в настоящее время. Это будет первый шаг на пути к пониманию одного из самых сложных объектов во вселенной — нашего мозга.

 

ПРИМЕРЫ УПОТРЕБЛЕНИЯ

ТАК ГОВОРИТЬ ПРАВИЛЬНО

Путь к человеческому коннектому более или менее ясен, это действительно очень длинный путь. ( Lenta.ru)

Исследование коннектома человека важная область научных знаний. (Анастасия Туренко)

ТАК ГОВОРИТЬ НЕПРАВИЛЬНО

Коннектом поставил перед собой задачи определить нейронные связи человека. (Пояснение: коннектом не может ставить задачи, а вот перед проектом по построению коннектома можно поставить задачи.) (Илья Захаров)

В лаборатории выделили коннектом человека. (Пояснение: выделить — это избрать из чего-то. Коннектом — это и есть вся сеть нейронов.) (Анастасия Туренко)

как хроническое недосыпание запускает в мозге «механизм уничтожения» — РТ на русском

Постоянный недостаток сна запускает в мозге деструктивные процессы. К таким выводам пришли итальянские учёные из Политехнического университета Марке. В ходе проведённого ими на мышах эксперимента выяснилось, что при хроническом недосыпании клетки мозга фактически начинают поедать сами себя. Это приводит к дегенеративным изменениям центральной нервной системы.

Из-за недостатка сна мозг млекопитающих запускает «программу самоуничтожения». Во время ночного отдыха он избавляется от старых и повреждённых нейронов. Аналогичный процесс происходит и во время хронического недосыпания, но в этом случае мозг не может вовремя остановить процесс «чистки» и избавляется в том числе от здоровых нейронов. К таким выводам пришли учёные из Политехнического университета Марке (Италия).

«Мозговые нейроны обновляются при помощи двух различных типов глиальных клеток (вспомогательных клеток нервной ткани. — RT). Так, микроглиальные клетки очищают мозг от старых нейронов в ходе фагоцитоза. В свою очередь, астроциты «обрезают» ненужные контакты между нейронами (синапсы), а также «настраивают» их, благодаря чему нервные импульсы между клетками передаются эффективнее», — рассказала автор исследования Мишель Беллези.

Ранее учёные считали, что все эти процессы, полезные для мозга, происходят исключительно во время сна. Однако теперь выяснилось, что микроглиальные клетки и астроциты продолжают работать и в период бодрствования организма — из-за хронического недосыпания. Однако в этом случае они очищают мозг не только от старых нейронов и синапсов, но также и от здоровых.

Атака на нейроны

В ходе эксперимента исследователи изучили деструктивные процессы в мозге мышей. Грызунов разделили на четыре группы. В первую вошли те, которые проспали 6—7 часов, во вторую — те, сон которых постоянно прерывался. В третью группу вошли особи, которым не давали спать более суток. Грызуны из четвёртой группы страдали хроническим недосыпанием — они провели пять суток без сна.

• Визуалиация нейронных связей в мозге
• Gettyimages.ru
• © © Science Photo Library — PASIEKA

Измерив активность астроцитов в мозге мышей, учёные обнаружили, что у первой группы количество астроцитов в синапсах было в пределах нормы — 5,7%. У второй астроциты присутствовали в 7,3% синапсов, у третьей — в 8,4%, у четвёртой, страдающей хроническим недосыпанием, — в 13,5% синапсов. При этом такая атака глиальных клеток на синапсы происходила как раз из-за недостатка сна у мышей из последней группы, считают учёные.

Между активностью микроглиальных клеток и нейронов прослеживалась точно такая же связь. У грызунов с хроническим недосыпанием мозг начинал фактически поедать сам себя, разрушая здоровые нейроны.

Учёные отметили, что подобную активность эти два типа глиальных клеток проявляют и при различных нейродегенеративных заболеваниях, например болезни Альцгеймера.

Дело жизненной важности

Также по теме

Между полушариями: от чего на самом деле зависят творческие способности человека

Международная группа учёных доказала, что творческие способности человека зависят не от развитости одного из двух полушарий мозга, а…

«Если любое млекопитающее лишить сна, то оно умрёт. У человека, страдающего хроническим недостатком сна, отмечаются сбои в работе самых разных систем организма. Например, у такого пациента становится меньше нейронов, снижается иммунитет, постоянно скачет давление. Если днём «ансамбль» органов слаженно «играет», то к вечеру он устаёт и кто-то начинает «фальшивить». Именно ночью происходит «настройка» органов, чтобы они снова начали слаженно «играть», — рассказал в беседе с RT президент Российского общества сомнологов заслуженный врач РФ, профессор, доктор медицинских наук Роман Бузунов.

Учёный добавил, что днём деятельность мозга направлена во внешнюю среду. Он постоянно анализирует поступающую информацию. А во время сна начинает инспектировать работу внутренних органов.

«Также во сне у людей формируется долговременная память: в это время мозг сортирует полученную за день информацию, выбирает, что забыть, а что запомнить. Таким образом, если лишать мозг сна, то может возникнуть масса самых различных проблем», — заключил Бузунов.

Что такое оптогенетика? — azimp-micro.ru

В течение многих лет нейробиологи хотели понять, как поведение и когнитивная деятельность связаны с активностью нейронных цепей. Для исследования этих вопросов, ученые первоначально использовали затратные по времени фармакологические и неточные методы электростимуляции для контроля активности нейронов. Однако, при наличии различных классов нейронов, сообщающихся через обширные, сложные сети и быстрые электрические сигналы, необходимо идентифицировать метод с высоким пространственным и высоким временным разрешением для точного управления отдельными нейронами и причинно-следственной декодировки функции активности нейронных цепей.

В 1979 году Фрэнсис Крик предложил новое решение: использовать свет для управления нейроном (Boyden et al. 2005). Выведенная из этой самой идеи и с усилиями многих других ученых, родилась революционная техника оптогенетики.

Оптогенетика, генетический метод активации или ингибирования отдельных нейронов светом, была изобретена в 2005 году Карлом Дейссеротом и Эдвардом Бойденом (Boyden et al. 2005). Примечательно, что развитие оптогенетики началось с открытия Питера Гегеманна, который успешно экспрессировал деполяризующий синий свет опсин, канал родопсин-2 (ChR2), в клеточной культуре (Nagel et al. 2003).

Развивая эти открытия, Дейссерот и Бойден вирусно экспрессировали ChR2 в нейронах, они впервые продемонстрировали, что нейроны могут быть активированы с помощью синего света (Boyden et al. 2005).

С точностью до миллисекунды оптогенетика позволила быстро контролировать всплески нейронов. В качестве метода, использующего как оптику, так и генетику, термин «оптогенетика» был придуман на основе этих экстраординарных открытий.

Оптогенетически экспрессирующие клетки (в синем цвете) активируются при освещении синим светом

Как работает оптогенетика

Оптогенетика стала возможной благодаря открытию опсинов, таких как ChR2. Опсины — это светочувствительные каналы, которые вызывают деполяризацию или гиперполяризацию клетки через такие механизмы, как приток ионов или белковые сигнальные каскады (Kim et al. 2017). Опсины чувствительны к определенным длинам волн света.

Например, синий свет (~470 нм) активирует ChR2, что приводит к притоку ионов Na+, в свою очередь деполяризующих нейрон (Boyden et al. 2005). Вирусная экспрессия позволила исследователям экспрессировать оптогенетические опсины в мозге животных, таких как грызуны.

Междисциплинарное сотрудничество между нейробиологами, биологами и инженерами привело к расширению оптогенетического инструментария. Опсины были открыты для манипулирования нейронами, включающимися или выключающимися с различной скоростью и с различными длинами волн (см. Таблицу 1).

Например, было обнаружено, что галоргдопсин, ингибирующий опсин, отключает нейроны, а красные активированные опсины, такие как JAWS, проникают глубже в мозг (Kim et al. 2017). Кроме того, вирусные стратегии экспрессии оптогенетических белков в головном мозге усовершенствовались, что позволило ученым манипулировать активностью определенных классов клеток для изучения общемозговых проекций (Kim et al. 2017).

Оптогенетические конструкты	Длина волны возбуждения	Функция
ChR2	470 нм	Активация
GtACR2	470 нм	Ингибирование
ArchT	540 нм	Ингибирование
C1v1	560 нм	Активация
NpHr	590 нм	Ингибирование
bReaChES	590 нм	Активация
Chrimson	590 нм	Активация
ReaChR	620 нм	Активация
JAWS	620 нм	Ингибирование

Применения оптогенетической стимуляции

Оптогенетика принесла пользу многим научным областям, позволив ученым контролировать активность различных типов клеток с точностью до миллисекунды.

В нейробиологии оптогенетика позволила ученым причинно-следственно связать нейронные цепи, поведение и функции (Kim et al. 2017). Кроме того, оптогенетика может быть выполнена как в экспериментах in vitro с электрофизиологией, так и в экспериментах со свободным поведением животных, чтобы исследовать связь между типами клеток и поведением. Большое преимущество для нейробиологов состоит в том, что оптогенетика была адаптирована для использования на грызунах, приматах, свободноживущих нематодах, дрозофилах и данио-рерио для изучения нейронных корреляций когнитивной деятельности и поведения.

Как точный метод контроля клеточной активности, оптогенетика оказала влияние на научные области, выходящие за рамки нейробиологии, с недавним вкладом в клеточную биологию и исследования сердца (Repina et al. 2017; Ferenczi et al. 2019).

С клинической точки зрения применение оптогенетики стало использоваться для изучения восстановления зрения и глубокой стимуляции мозга при двигательных заболеваниях (Towne & Thompson 2016).

С помощью причинного-следственного метода для тщательного анализа функции активности нейронов в реальном времени оптогенетика продвинула наше понимание мозга и может однажды привести к значительным клиническим результатам.

Пример, демонстрирующий использование оптогенетики в электрофизиологии (исследование среза мозга)

Потенциалы действия и синапсы — Квинслендский институт мозга

Ключевые факты: потенциал действия и синапсы

• Нейроны общаются друг с другом посредством электрических событий, называемых «потенциалами действия», и химическими нейротрансмиттерами.
• На стыке двух нейронов (синапс) потенциал действия заставляет нейрон А высвобождать химический нейромедиатор.
• Нейротрансмиттер может либо помогать (возбуждать), либо препятствовать (подавлять) нейрон В от активации собственного потенциала действия.
• В неповрежденном мозге баланс сотен возбуждающих и тормозящих входов в нейрон определяет, возникнет ли в результате потенциал действия.

Нейроны по сути являются электрическими устройствами. В клеточной мембране находится множество каналов (граница между внутренней и внешней частью клетки), которые позволяют положительным или отрицательным ионам проникать в клетку и выходить из нее.

Обычно внутренняя часть ячейки более негативна, чем внешняя; нейробиологи говорят, что внутреннее пространство составляет около -70 мВ по отношению к внешнему, или что мембранный потенциал клетки покоя составляет -70 мВ.

Этот мембранный потенциал не статичен. Он постоянно повышается и понижается, в основном в зависимости от сигналов, поступающих от аксонов других нейронов. Некоторые входные данные делают мембранный потенциал нейрона более положительным (или менее отрицательным, например, от -70 мВ до -65 мВ), а другие — наоборот.

Они соответственно называются возбуждающими и тормозными входами, поскольку они способствуют или ингибируют генерацию потенциалов действия (причина, по которой одни входы являются возбуждающими, а другие тормозящими, заключается в том, что разные типы нейронов высвобождают разные нейротрансмиттеры; нейромедиатор, используемый нейроном, определяет его эффект).

Потенциалы действия

являются фундаментальными единицами связи между нейронами и возникают, когда сумма всех возбуждающих и тормозных входов заставляет мембранный потенциал нейрона достигать около -50 мВ (см. Диаграмму), значение, называемое порогом потенциала действия .

Нейробиологи часто называют потенциалы действия «спайками» или говорят, что нейрон «произвел спайк» или «спайк». Этот термин относится к форме потенциала действия, регистрируемого с помощью чувствительного электрического оборудования.

Нейрон подскакивает, когда комбинация всего получаемого им возбуждения и торможения приводит к достижению порогового значения. Справа — пример реального нейрона в коре головного мозга мыши. (Изображение: Алан Вудрафф / QBI)

Синапсы: как нейроны взаимодействуют друг с другом

Нейроны общаются друг с другом через синапсов . Когда потенциал действия достигает пресинаптического окончания, он вызывает высвобождение нейромедиатора из нейрона в синаптическую щель , зазор 20-40 нм между синаптическим концом аксона до и синаптическим дендритом после (часто позвоночник) .

После прохождения через синаптическую щель, передатчик будет прикрепляться к рецепторам нейротрансмиттера на постсинаптической стороне, и в зависимости от высвобождаемого нейротрансмиттера (который зависит от типа нейрона, высвобождающего его), особенно положительный (например, Na ⁺ , K ^{). +} , Ca ⁺ ) или отрицательные ионы (например, Cl ^— ) будут проходить через каналы, охватывающие мембрану.

Синапсы можно рассматривать как преобразование электрического сигнала (потенциала действия) в химический сигнал в форме высвобождения нейротрансмиттера, а затем, после связывания передатчика с постсинаптическим рецептором, переключение сигнала обратно в электрическую форму, когда заряженные ионы попадают в постсинаптический нейрон или из него.

Потенциал действия или всплеск заставляет нейротрансмиттеры высвобождаться через синаптическую щель, вызывая электрический сигнал в постсинаптическом нейроне. (Изображение: Томас Сплеттстойссер / CC BY-SA 4.0)

Видео: Потенциалы действия в нейронах

Понятия и определения

Axon — длинная тонкая структура, в которой генерируются потенциалы действия; передающая часть нейрона.После инициации потенциалы действия перемещаются вниз по аксонам, вызывая высвобождение нейромедиатора.

Дендрит — Приемная часть нейрона. Дендриты получают синаптические входы от аксонов, при этом общая сумма дендритных входов определяет, будет ли нейрон запускать потенциал действия.

Позвоночник — Небольшие выступы на дендритах, которые для многих синапсов являются местом постсинаптического контакта.

Мембранный потенциал — Электрический потенциал на клеточной мембране нейрона, возникающий из-за различного распределения положительно и отрицательно заряженных ионов внутри и вне клетки.Значение внутри ячейки всегда указывается относительно внешнего: -70 мВ означает, что внутренняя часть на 70 мВ отрицательнее внешней (которой дается значение 0 мВ).

Потенциал действия — Кратковременное (~ 1 мс) электрическое событие, обычно генерируемое в аксоне, которое сигнализирует нейрону как «активный». Потенциал действия проходит по длине аксона и вызывает выброс нейромедиатора в синапс. Потенциал действия и последующее высвобождение медиатора позволяют нейрону общаться с другими нейронами.

Нейротрансмиттер — Химическое вещество, выделяемое нейроном после потенциала действия. Нейромедиатор перемещается по синапсу, чтобы возбуждать или подавлять нейрон-мишень. Различные типы нейронов используют разные нейротрансмиттеры и поэтому по-разному влияют на свои цели.

Синапс — соединение между аксоном одного нейрона и дендритом другого, через которое два нейрона общаются.

Исследование QBI

Лаборатории QBI, работающие над нейронами и нейронными коммуникациями: профессор Стивен Уильямс, профессор Панкадж Сах

Лаборатории QBI, работающие с синапсами: доктор Виктор Анггоно, профессор Джозеф Линч, профессор Фредерик Менье

Нейрон

---

2

Повреждение клеток мозга отражается на клетках «стороннего наблюдателя»

Декабрь8 февраля 2020 г. — Согласно новому исследованию, травма или заболевание, поражающее относительно небольшое количество клеток мозга, вызывает цепную реакцию, которая останавливает активность обширной сети нейронных цепей. Исследование может …

---

Прорыв в лечении синдрома беспокойных ног

14 ноября 2018 г. — Новое исследование представляет собой прорыв в лечении синдрома беспокойных ног …

---

Платформа «Нерв на чипе» делает нейропротезирование более эффективным

Октябрь23, 2018 — Ученые разработали миниатюрную электронную платформу для стимуляции и записи периферических нервных волокон на чип. Путем модуляции и быстрой регистрации нервной активности с высоким …

---

Ингибирование фосфорилирования белков способствует регенерации зрительного нерва после травмы

21 мая 2019 г. — Результаты исследований показывают, что ингибирование фосфорилирования белка, связывающего микротрубочки CRMP2, может быть новым подходом к разработке методов лечения оптических невропатий, таких как…

---

Мышечный протеин способствует заживлению нервов

23 января 2019 г. — Поврежденные волокна головного или спинного мозга обычно не заживают. Нейробиологи возлагают большие надежды на новые методы, основанные на ген …

---

Генная терапия способствует регенерации нервов

18 января 2019 г. — Исследователи показали, что лечение с помощью генной терапии приводит к более быстрому восстановлению после повреждения нервов. Комбинируя процедуру хирургического восстановления с генной терапией, выживание нервных клеток и…

---

Ввод нервных клеток в нормальное состояние

9 мая 2019 г. — Ученые обнаружили, что собственный электрический сигнал или напряжение нейрона может указывать на нормальное функционирование нейрона. Если это напряжение отсутствует, ученые говорят, что все в порядке …

---

Ускорение отрастания нервов у пациентов с травмами

19 августа 2020 г. — Исследователи нашли лечение, которое увеличивает скорость регенерации нервов в три-пять раз, что приводит к гораздо лучшим результатам при хирургических вмешательствах при травмах…

---

Открытие нервной системы опровергает предыдущую теорию

12 сентября 2019 г. — Похоже, что когда наша нервная система развивается, выживают только наиболее жизнеспособные нейроны, а незрелые нейроны отсеиваются и умирают. Результаты показывают, что давний нейротрофический …

---

Обнаружение новых нейронов во внутреннем ухе может привести к новым методам лечения нарушений слуха

12 сентября 2018 г. — Исследователи определили четыре типа нейронов в периферической слуховой системе, три из которых являются новыми для науки.Анализ этих клеток может привести к разработке новых методов лечения …

---

Как работает нейрон?

2013-11-13
Назад к обзору

Wings for Life будет регулярно публиковать «руководства по иллюстрациям», призванные помочь неспециалистам понять, как работает спинной мозг, как травма меняет его и, наконец, какие различные подходы используют ученые для поиска лекарства от травмы спинного мозга.Первое руководство по иллюстрациям исследует базовую структуру и функционирование нейрона.

Основной принцип

Нейрон (также известный как нервная клетка) — это электрически возбудимая клетка, которая принимает, обрабатывает и передает информацию посредством электрических и химических сигналов. Это один из основных элементов нервной системы.

Чтобы человек мог реагировать на окружающую среду, нейроны передают стимулы. Стимуляция, например обжигание пальца пламенем свечи, передается восходящими нейронами в центральную нервную систему, а нисходящие нейроны, в свою очередь, стимулируют руку, чтобы оторвать палец от свечи.

Простая конструкция, предназначенная для сложной задачи

Типичный нейрон делится на три части: тело клетки, дендриты и аксон. Тело клетки (зеленый цвет), центр нейрона, распространяет свои отростки, называемые аксоном и дендритами, на другие клетки. Дендриты обычно обильно разветвляются, становясь тоньше с каждым разветвлением (синий цвет). Аксон тонкий, но может достигать огромных расстояний (фиолетовый цвет).

Для сравнения: диаметр нейрона составляет примерно десятую часть диаметра человеческого волоса.

По-настоящему вникнуть

Тело клетки — центральная часть нейрона. Он содержит ядро ​​клетки (которое несет весь генетический материал) и многочисленные органеллы, которые обеспечивают синтез белка (эндоплазматический ретикулум, Гольджи и т. Д.) И производство энергии (митохондрии).

Аксон — это тонкий, похожий на кабель выступ, который может распространяться на огромные расстояния. На своем последнем конце аксон контактирует с другими клетками (нервными или мышечными клетками) через структуры, называемые синапсами.

Тело клетки и аксон поддерживаются сложной сетью структурных белков, называемых микротрубочками.

Передача информации

Все нейроны электрически возбудимы. Электрический импульс в основном поступает на дендриты, обрабатывается в теле клетки, чтобы затем двигаться вдоль аксона. На всей своей длине аксон функционирует просто как электрический кабель, просто передавая сигнал. Когда электрический ток достигает конца аксона, в синапсах, все становится немного сложнее.

Ключом к нейронной функции является синаптический сигнальный процесс, который частично является электрическим, а частично химическим. Как только электрический сигнал достигает синапса, нейрон высвобождает особую молекулу, называемую нейротрансмиттером. Затем этот нейротрансмиттер будет стимулировать второй нейрон, вызывая новую волну электрического импульса, повторяя механизм, описанный выше.

… в следующем месяце
В следующем «Руководстве по иллюстрациям» основное внимание будет уделено важному партнеру нейрона: олигодендроциту.

Текст: Вьери Фаилли, Верена Мэй, Рози Ледерер
Графика: Вьери Фаилли

Что такое нейрон? | BioEd Online

Опыт учителя

Человеческий мозг — самая сложная структура в известной нам Вселенной. Состоящий из почти 100 миллиардов нервных клеток (и во много раз больше поддерживающих клеток) мозг является центром наших мыслей и эмоций. Он получает и обрабатывает информацию из окружающего нас мира, направляет наши движения и контролирует автоматические функции нашего тела.Удивительно, но практически все функции мозга и остальной нервной системы основаны на коммуникации между нервными клетками, также известными как нейроны.

Во многих отношениях нейрон похож на любую другую клетку тела. Каждый нейрон окружен мембраной, заполнен жидкостью (цитоплазмой) и имеет ядро, содержащее его генетический материал. Однако так же, как многие другие клетки в организме специализируются на выполнении определенной работы, нейроны специализируются на получении и передаче информации.Несмотря на то, что они могут отличаться по внешнему виду, все нейроны собирают информацию либо из окружающей среды (информация, обнаруживаемая сенсорной системой), либо из других клеток тела. Они передают информацию другим нейронам и / или другим типам клеток (например, мышцам).

Типичный нейрон имеет увеличенную область, тело клетки, которое содержит ядро. Нейроны обычно также имеют два типа специализированных расширений, которые выступают из тела клетки. Ветви, по которым поступает информация, называются дендритами.У каждого нейрона обычно много дендритов. Каждый нейрон обычно имеет более длинную хвостовидную структуру или аксон, который передает информацию другим клеткам. Аксоны на концах могут разветвляться. Аксоны многих типов нейронов окружены сегментированной жировой оболочкой, называемой миелиновой оболочкой. Это покрытие действует как своего рода изоляция и улучшает способность аксонов быстро передавать сигналы нервной системы.

Нейроны общаются друг с другом через специальные соединения, известные как синапсы.В наиболее распространенном типе синапсов, известном как химический синапс, нейроны фактически не соприкасаются. Скорее, конец аксона (или терминал аксона) одного нейрона отделен от следующего нейрона крошечной щелью, называемой синаптической щелью. Сообщения, идущие от одного нейрона к другому, должны пересекать этот промежуток и связываться со следующим нейроном, чтобы сигнал продолжал свой путь. Как правило, один нейрон может одновременно получать сообщения на своих дендритах и ​​теле клетки от нескольких тысяч различных нейронов.

Это задание дает студентам общее введение в нейроны и их роль как носителей сообщений в организме.

Структура, типы, функции, повреждения и многое другое

Аксоны — это очень тонкие нервные волокна, которые переносят нервные импульсы от нейрона (нервной клетки) к другому нейрону. Нейрон отвечает за получение сенсорной информации, отправку двигательных команд мышцам, а также за преобразование и передачу электрических сигналов во время этих процессов.У каждого нейрона есть один аксон, который соединяет его с другими нейронами или с клетками мышц или желез.

Аксоны бывают разной длины, некоторые покрывают всю длину вашего тела от спинного мозга до пальцев ног. Аксоны обычно тоньше, чем кусок человеческого волоса.

koto_feja / Getty Images

Структура

У каждого нерва есть аксоны. Чем больше диаметр аксона, тем быстрее он может передавать сообщения. В самой внутренней части нерва находятся аксоны, которые обычно находятся внутри миелиновой оболочки.

Миелин — это жировое защитное вещество, которое действует как изоляция для аксонов, помогая посылать сигналы на большие расстояния. По этой причине миелин в основном обнаруживается в нейронах, которые соединяют различные области мозга, а не в нейронах, аксоны которых остаются в локальной области.

Функция

Аксоны помогают в передаче по кабелю между нейронами. Они образуют боковые ветви, называемые коллатералями аксонов, поэтому они могут отправлять сообщения сразу нескольким нейронам.

Эти ветви разделяются на более мелкие отростки, известные как терминальные ветви аксонов или нервные окончания.Каждый терминал содержит синапс, куда нейротрансмиттеры отправляют свои сообщения и куда сообщения принимаются.

Проще говоря, аксоны позволяют нервным клеткам отправлять электрические и химические сообщения другим нервам, железам и мышечным клеткам, используя этот процесс внутренней коммуникации.

Axon против Dendrite

Дендрит — это еще одна часть нейрона. Здесь нейрон получает входные данные от другой клетки. И аксоны, и дендриты состоят из волокнистых материалов, похожих на корни, но они различаются по нескольким параметрам:

• Длина : Аксоны обычно намного длиннее дендритов.
• Расположение клетки : Аксоны находятся в особом месте тела клетки, которое называется бугорком аксона. Видно, что дендриты отходят от тела клетки в так называемые дендритные деревья из-за их внешнего вида.
• Функция : оба работают вместе. Аксоны помогают сообщениям перемещаться по системам вашего тела, а дендриты получают и обрабатывают эти сообщения от аксонов.
• Количество : нейрон может иметь только один аксон, в то время как он может иметь более одного набора дендритов.

Типы

Нерв содержит пучки нервных волокон, аксонов или дендритов, окруженных соединительной тканью. Различные типы нервов содержат разные типы волокон.

Сенсорные волокна

Сенсорные волокна передают импульсы или сообщения от датчиков в мозг и в центральную нервную систему. Эти волокна отвечают за такие ощущения, как прикосновение, давление, температура и боль.

Моторные волокна

Моторные волокна лежат в основе того, почему вы напрягаете плечи в ответ на потенциальную угрозу.Они отправляют сообщения вашим мышцам и железам в ответ на раздражители, включая повреждения или физические травмы, такие как несчастные случаи.

Урон

Острое повреждение аксона — серьезное заболевание, которое меняет жизнь. Тяжелые и диффузные травмы аксонов могут объяснить, почему люди с травмой головы могут быть ограничены вегетативным состоянием. Разрывы аксонов связывают с повреждениями, вызывающими потерю сознания у людей, перенесших легкие травмы головы или сотрясения мозга. Повреждение аксона может привести к дегенерации (потере) аксона и, в конечном итоге, к гибели нижележащего нерва.

Что вызывает травму головы?

Травма головы может возникнуть в результате разных видов травм, в том числе:

• Физическое воздействие в результате такого события, как дорожно-транспортное происшествие или падение с высоты
• Травма в результате нападения или спортивной травмы, кровотечения, ушиба или гематомы
• Разрозненный синяк (ушиб) головного мозга
• Внутреннее кровотечение вне кровеносного сосуда (гематома)

Потеря аксонов является ранним признаком нейродегенеративных заболеваний, таких как:

Демиелинизация

Когда жировая миелиновая оболочка начинает истончаться (процесс, известный как демиелинизация), способность аксона посылать сигналы может быть нарушена.Некоторые болезненные состояния могут вызвать распад миелина.

Хотя оболочка может технически восстанавливаться, повреждение может быть достаточно серьезным, чтобы убить нижележащее нервное волокно. Эти нервные волокна в центральной нервной системе не могут полностью восстановиться.

Демиелинизированный аксон передает импульсы до 10 раз медленнее, чем нормальный миелинизированный аксон, и также возможна полная остановка передачи.

Состояния, которые могут вызвать демиелинизацию, включают:

Часто задаваемые вопросы

Что такое бугорок аксона?

В нервной системе бугорок аксона — это особое место на теле клетки (соме), где нейрон соединяется с аксоном.Он управляет возбуждением нейронов.

Что такое окончания аксонов?

Терминалы аксона расположены на конце аксона. Здесь принимаются сообщения от нейротрансмиттеров.

Как миелин «изолирует» аксон?

Миелин изолирует аксон, окружая тонкое волокно слоем защиты от жирового вещества. Этот слой расположен между аксоном и его покровом (эндоневрием).

Сводка

Аксон — это тонкое волокно, которое идет от нейрона или нервной клетки и отвечает за передачу электрических сигналов, помогающих сенсорному восприятию и движению.Каждый аксон окружен миелиновой оболочкой — жировым слоем, который изолирует аксон и помогает ему передавать сигналы на большие расстояния.

нейронов: строительные блоки вашего мозга

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, насколько невероятен ваш мозг? Ваш мозг позволяет вам делать… ну… все, . Благодаря своему мозгу вы можете читать и понимать рассказы в книгах, разговаривать с друзьями и семьей или слушать музыку. Даже те действия, которые ваше тело делает естественным образом, например дыхание, контролируются вашим мозгом.То, что кажется очень простым действием, например, погладить собаку, происходит из-за вашего мозга!

Но как ваш мозг позволяет вам так много делать и переживать? Это все из-за строительных блоков вашего мозга.

Как и все ваше тело, ваш мозг состоит из миллиардов клеток. Каждая часть вашего тела (а также тела животных и растений) состоит из клеток, которые похожи на микроскопические строительные блоки, которые поддерживают работу тела. Существуют разные типы клеток для разных частей вашего тела, например, клетки кожи или клетки крови.Клетки, из которых состоит ваш мозг, называются нейронами .

Что такое нейрон?

Нейроны состоят из трех основных частей.

1. Тело клетки — это часть нейрона, которая содержит все необходимое, чтобы клетки оставались живыми и здоровыми.
2. Дендриты — это части нейрона, которые получают информацию от других нейронов.
3. Аксон — это основная ветвь, которая вырастает из тела клетки. На конце аксона находится синаптический терминал , который является частью нейрона, отправляющей информацию в виде электрических сигналов другим нейронам.На каждый нейрон приходится много синаптических окончаний.

Части нейрона (Источник: Let’s Talk Science с использованием изображения Dhp1080 [CC BY-SA 3.0] через Wikimedia Commons). Графика — текстовая версия

Части нейрона, включая терминалы аксона, аксон, миелиновые оболочки, клетки Шванна, узлы Ранвье, тело клетки, ядро ​​и дендриты.

Ваш мозг состоит из миллиардов, миллиардов и миллиардов нейронов, которые все должны общаться друг с другом. Это делается с помощью химических сигналов и электричества.

Возможности действия: как нейроны общаются!

Когда нейрон получает сообщение от другого нейрона, происходит изменение электричества в аксоне рядом с телом клетки. Когда достигается определенное количество электричества, возникает потенциал действия . Это означает, что сигнал передается по аксону от тела клетки.

Нервная система, часть 2 — Действие! Потенциал! (2015) от Crash Course (11:43 мин).

Знаете ли вы?

Аксоны могут быть длиной от сантиметра до целого метра!

Особенно для длинных аксонов сигнал может быть потерян до того, как достигнет следующего нейрона.Очень важно, чтобы электричество, производимое в начале аксона, все еще присутствовало в конце аксона. Следовательно, аксоны покрыты жировым веществом, называемым миелиновой оболочкой , подобно тому, как провода в вашем доме покрыты пластиком, чтобы гарантировать, что сигнал доходит до конца аксона.

Также важно, чтобы сигнал очень быстро перемещался по аксону. В этом также помогает миелиновая оболочка. В отличие от пластика на проводах в вашем доме, миелиновая оболочка не покрывает весь аксон.Открытые части аксона называются узлами Ранвье . Вместо того, чтобы медленно перемещаться по всему аксону, сигнал «перескакивает» от узла к узлу, обеспечивая быстрое попадание в синаптический терминал. Это похоже на попытку перебросить футбольный мяч с одного конца поля на другой. Вы можете попробовать пробежать всю дистанцию ​​с футбольным мячом, или вы можете бросить мяч кому-нибудь другому. Мяч будет лететь намного быстрее, если его бросить.

Когда электрический сигнал достигает конца аксона и достигает синаптического терминала, сообщение может быть отправлено следующему нейрону.Пространство между синаптическим окончанием одного нейрона (который отправляет сообщение) и дендритом следующего нейрона (который получает сообщение) называется синаптической щелью . Синаптический терминал будет выделять химические вещества, называемые нейротрансмиттерами , которые позволяют нейронам общаться друг с другом.

Сообщение в форме нейротрансмиттеров передается от синаптического конца одного нейрона к дендриту другого нейрона (давайте поговорим о науке, используя изображение из ttsz через iStockphoto).

Нейротрансмиттеры

Когда нейротрансмиттеры отправляются из синаптического окончания одного нейрона, они перемещаются через синаптическую щель и посылают сигнал дендритам следующего нейрона. Есть много разных нейротрансмиттеров, и какой из них посылается, зависит от роли нейрона.

В общем, нейротрансмиттеры могут иметь два разных эффекта; оба одинаково важны для обеспечения правильной работы всех наших нейронов. Некоторые нейротрансмиттеры ингибируют , что означает, что когда они высвобождаются синаптическим окончанием, они снижают на электричество в следующем нейроне.Это снижает вероятность возникновения потенциала действия. Эти нейротрансмиттеры являются тормозящими, потому что они затрудняют передачу нейрону сообщения следующему нейрону.

Другой тип нейротрансмиттеров — это возбуждающих, , что означает, что когда они высвобождаются синаптическим окончанием, они увеличивают электричество других нейронов. Это означает, что потенциал действия более вероятен. Если синаптический терминал посылает возбуждающие нейротрансмиттеры к следующему нейрону, то возникает другой потенциал действия, и весь процесс начинается снова! Вот как нейроны могут общаться друг с другом и как информация передается по вашему мозгу.

Подводя итог, можно сказать, что нейрон должен взаимодействовать с другими нейронами за пять ключевых шагов.

1. Возникает потенциал действия . Это означает, что в начале нейрона достаточно электричества, чтобы послать сигнал.
2. Этот электрический сигнал отправляется от тела клетки к аксону .
3. Сигнал распространяется вниз по аксону, «прыгая» между узлами аксона .
4. Когда электрический сигнал достигает конца синаптического терминала , нейромедиаторы высвобождаются в синаптическую щель .
5. Эти нейротрансмиттеры посылают сигнал дендритам следующего нейрона.

Эти пять шагов отвечают за всего, на ваше тело способно.

Места, где происходят пять ключевых шагов (давайте поговорим о науке, используя изображение из ttsz через iStockphoto).

Так что же происходит, когда вы видите собаку, которую хотите погладить? Увидеть собаку означает, что нейроны получают сообщение о том, что перед вами собака.Различные нейроны посылают сигнал вашей руке, чтобы связаться с собакой. Когда вы гладите собаку, вы можете заметить, насколько у нее мягкий мех, а это значит, что другие нейроны получили сообщение о том, как собака себя чувствует. В любой момент миллиарды нейронов отправляют сообщения в вашем мозгу друг другу. Нейроны даже позволяют задуматься о том, насколько невероятен ваш мозг! Что довольно невероятно, если подумать.

Определение нейрона по Merriam-Webster

Neu · ron | \ Nü-rän , ˈNyü-; ˈNu̇r-än, nyu̇r- \ : сероватая или красноватая зернистая клетка, которая является основной функциональной единицей нервной ткани, передающей и принимающей нервные импульсы и имеющей цитоплазматические процессы, которые сильно дифференцированы, часто как множественные дендриты или обычно как одиночные аксоны, которые проводят импульсы к телу клетки и от него. : чувство 1 нервной клетки .

No related posts.