La capacità delle cellule di rispondere agli stimoliil mondo esterno è il criterio principale per un organismo vivente. Gli elementi strutturali del tessuto nervoso - i neuroni dei mammiferi e dell'uomo - sono in grado di trasformare gli stimoli (luce, odore, onde sonore) nel processo di eccitazione. Il suo risultato finale è una reazione adeguata del corpo in risposta a varie influenze dell'ambiente esterno. In questo articolo studieremo quale funzione svolgono i neuroni del cervello e delle parti periferiche del sistema nervoso e considereremo anche la classificazione dei neuroni in relazione alle peculiarità del loro funzionamento negli organismi viventi.
Prima di esaminare le funzioni di un neurone, diamoscopriamo come si formano le cellule dei neurociti. Allo stadio della neurula, nell'embrione viene deposto un tubo neurale. È formato dallo strato ectodermico, che ha un ispessimento: la piastra neurale. L'estremità espansa del tubo formerà successivamente cinque parti sotto forma di vescicole cerebrali. Di questi, si formano parti del cervello. La parte principale del tubo neurale nel processo di sviluppo embrionale forma il midollo spinale, da cui partono 31 paia di nervi.
I neuroni nel cervello si combinano per formarekernel. Ne escono 12 paia di nervi cranici. Nel corpo umano, il sistema nervoso si differenzia nella sezione centrale - il cervello e il midollo spinale, costituito da cellule di neurociti, e il tessuto di supporto - neuroglia. La sezione periferica è costituita dalle parti somatiche e vegetative. Le loro terminazioni nervose innervano tutti gli organi e i tessuti del corpo.
Sono disponibili in una varietà di dimensioni, forme e proprietà.Le funzioni del neurone sono diverse: partecipazione alla formazione di archi riflessi, percezione dell'irritazione dall'ambiente esterno, trasmissione dell'eccitazione sorta ad altre cellule. Diversi processi si diramano dal neurone. Quello lungo è un assone, quelli corti si ramificano e sono chiamati dendriti.
Gli studi citologici hanno rivelato nel corpola cellula nervosa è un nucleo con uno o due nucleoli, un reticolo endoplasmatico ben formato, molti mitocondri e un potente apparato di sintesi proteica. È rappresentato da ribosomi e molecole di RNA e mRNA. Queste sostanze formano una struttura specifica dei neurociti - la sostanza di Nissl. La particolarità delle cellule nervose è che un gran numero di processi contribuisce al fatto che la funzione principale di un neurone è la trasmissione degli impulsi nervosi. È fornito sia dai dendriti che dagli assoni. I primi percepiscono i segnali e li trasmettono al corpo del neurocita, e l'assone è l'unico processo molto lungo che conduce l'eccitazione ad altre cellule nervose Continuando a trovare la risposta alla domanda: quale funzione svolgono i neuroni, rivolgiamoci al struttura di una sostanza come la neuroglia.
I neurociti sono circondati da una sostanza speciale che ha proprietà di supporto e protezione. Ha anche una caratteristica capacità di dividere. Questa connessione è chiamata neuroglia.
Questa struttura è strettamente correlata a quella nervosacellule. Poiché le funzioni principali di un neurone sono la generazione e la conduzione degli impulsi nervosi, le cellule gliali sono interessate dal processo di eccitazione e modificano le loro caratteristiche elettriche. Oltre alle funzioni trofiche e protettive, la glia fornisce reazioni metaboliche nei neurociti e promuove la plasticità del tessuto nervoso.
Ogni cellula nervosa forma diverse migliaiacontatti con altri neurociti. Gli impulsi elettrici, che sono alla base dei processi di eccitazione, vengono trasmessi dal corpo del neurone lungo l'assone e contatta altri elementi strutturali del tessuto nervoso o entra direttamente in un organo funzionante, ad esempio un muscolo. Per stabilire quale funzione svolgono i neuroni, è necessario studiare il meccanismo di trasmissione dell'eccitazione. È effettuato dagli assoni. Nei nervi motori sono ricoperti da una guaina mielinica e sono chiamati polpa. Il sistema nervoso autonomo contiene processi privi di mielina. Attraverso di loro, l'eccitazione deve entrare nel neurocita vicino.
Il punto di contatto tra due cellule è chiamato sinapsi.Il trasferimento dell'eccitazione in esso avviene con l'aiuto di sostanze chimiche - mediatori o passando ioni da un neurone all'altro, cioè mediante impulsi elettrici.
A causa della formazione di sinapsi, i neuroni creanola struttura reticolare del tronco cerebrale e parti del midollo spinale. Si chiama formazione reticolare, parte dalla parte inferiore del midollo allungato e cattura i nuclei del tronco cerebrale, o neuroni nel cervello. La struttura a maglie mantiene lo stato attivo della corteccia cerebrale e dirige gli atti riflessi del midollo spinale.
L'idea delle connessioni sinaptiche tra i neuroniil sistema nervoso centrale e lo studio delle funzioni dell'informazione reticolare sono attualmente incarnati dalla scienza nella forma di una rete neurale artificiale. In esso, le uscite di una cellula nervosa artificiale sono collegate agli ingressi di un'altra tramite speciali connessioni che ne duplicano le funzioni con vere sinapsi. La funzione di attivazione neuronale di un neurocomputer artificiale è la somma di tutti i segnali in ingresso che entrano nella cellula nervosa artificiale, trasformati in una funzione non lineare dalla componente lineare. È anche chiamata funzione di attuazione (funzione di trasferimento). Quando si crea l'intelligenza artificiale, le più diffuse sono le funzioni di attivazione lineare, semilineare e graduale di un neurone.
Sono anche chiamati sensibili e hannobrevi processi che entrano nelle cellule della pelle e in tutti gli organi interni (recettori). Percependo l'irritazione dell'ambiente esterno, i recettori li trasformano nel processo di eccitazione. A seconda del tipo di stimolo, le terminazioni nervose si dividono in: termorecettori, meccanocettori, nocicettori. Pertanto, le funzioni di un neurone sensibile sono la percezione degli stimoli, la loro discriminazione, la generazione dell'eccitazione e la sua trasmissione al sistema nervoso centrale. I neuroni sensoriali entrano nelle corna dorsali del midollo spinale. I loro corpi si trovano in nodi (gangli) al di fuori del sistema nervoso centrale. È così che si formano i gangli dei nervi cranici e spinali. I neuroni afferenti hanno un gran numero di dendriti, insieme all'assone e al corpo, sono una componente indispensabile di tutti gli archi riflessi. Pertanto, le funzioni di un neurone sensibile sono sia nella trasmissione del processo di eccitazione al cervello e al midollo spinale, sia nella partecipazione alla formazione dei riflessi.
Continuando ad esplorare le proprietà degli elementi strutturalitessuto nervoso, scopriamo quale funzione svolgono i neuroni intercalari. Questo tipo di cellule nervose riceve impulsi bioelettrici da un neurocita sensoriale e li trasmette:
a) altri interneuroni;
b) motoneuroni.
La maggior parte degli interneuroni ha assoni, le cui estremità sono terminali, collegati ai neurociti di un centro.
Un interneurone la cui funzione è l'integrazioneeccitazione e diffonderla ulteriormente nel sistema nervoso centrale, sono una componente indispensabile della maggior parte degli archi nervosi riflessi incondizionati e riflessi condizionati. Gli interneuroni eccitatori facilitano la trasmissione del segnale tra gruppi funzionali di neurociti. Le cellule nervose intercalari inibitorie ricevono eccitazione dal proprio centro attraverso il feedback. Ciò contribuisce al fatto che il neurone intercalare, le cui funzioni sono la trasmissione e la conservazione a lungo termine degli impulsi nervosi, fornisce l'attivazione dei nervi spinali sensoriali.
Il motoneurone è l'ultimo strutturaleunità arco riflesso. Ha un grande corpo racchiuso nelle corna anteriori del midollo spinale. Quelle cellule nervose che innervano i muscoli scheletrici prendono il nome da questi elementi motori. Altri neurociti efferenti entrano nelle cellule secernenti delle ghiandole e provocano il rilascio delle sostanze corrispondenti: secrezioni, ormoni. Negli atti riflessi involontari, cioè incondizionati (deglutizione, salivazione, defecazione), i neuroni efferenti si dipartono dal midollo spinale o dal tronco cerebrale. Per eseguire azioni e movimenti complessi, il corpo utilizza due tipi di neurociti centrifughi: motore centrale e motore periferico. Il corpo del motoneurone centrale si trova nella corteccia cerebrale, vicino al solco di Roland.
Corpo di motoneuroni periferici,i muscoli innervanti degli arti, del tronco, del collo, si trovano nelle corna anteriori del midollo spinale e i loro lunghi processi - assoni - emergono dalle radici anteriori. Formano le fibre motorie di 31 paia di nervi spinali. I neurociti motori periferici che innervano i muscoli del viso, faringe, laringe, lingua si trovano nei nuclei dei nervi cranici vago, ipoglosso e glossofaringeo. Di conseguenza, la funzione principale del motoneurone è la conduzione senza ostacoli dell'eccitazione ai muscoli, alle cellule secernenti e ad altri organi funzionanti.
Le funzioni principali di un neurone sono l'educazionepotenziale d'azione bioelettrico e suo trasferimento ad altre cellule nervose, muscoli, cellule secernenti - a causa delle caratteristiche strutturali del neurocita, nonché di specifiche reazioni metaboliche. Studi citologici hanno dimostrato che i neuroni contengono un gran numero di mitocondri che sintetizzano molecole di ATP, un reticolo granulare sviluppato con molte particelle ribosomiali. Sintetizzano attivamente le proteine cellulari. La membrana della cellula nervosa e dei suoi processi - l'assone e i dendriti - svolge la funzione di trasporto selettivo di molecole e ioni. Le reazioni metaboliche nei neurociti si verificano con la partecipazione di vari enzimi e sono caratterizzate da un'elevata intensità.
Considerando il meccanismo di eccitazione inneuroni, abbiamo fatto conoscenza con le sinapsi - formazioni che sorgono nel sito di contatto di due neurociti. Le eccitazioni nella prima cellula nervosa causano la formazione di molecole di sostanze chimiche - mediatori - nei collaterali del suo assone. Questi includono aminoacidi, acetilcolina, noradrenalina. Distinguendosi dalle vescicole delle terminazioni sinottiche nella fessura sinottica, può influenzare sia la propria membrana postsinaptica sia le membrane dei neuroni vicini.
Le molecole dei neurotrasmettitori irritanoun'altra cellula nervosa, causando cambiamenti nelle cariche nella sua membrana - un potenziale d'azione. Pertanto, l'eccitazione si diffonde rapidamente lungo le fibre nervose e raggiunge il sistema nervoso centrale o entra nei muscoli e nelle ghiandole, causando la loro azione adeguata.
Gli scienziati hanno scoperto che nel processo di embriogenesi,vale a dire, nella fase della neurulazione, un numero molto elevato di neuroni primari si sviluppa dall'ectoderma. Circa il 65% di loro muore prima che nasca una persona. Durante l'ontogenesi, alcune cellule cerebrali continuano ad essere eliminate. Questo è un processo programmato naturale. I neurociti, a differenza delle cellule epiteliali o connettivali, sono incapaci di divisione e rigenerazione, poiché i geni responsabili di questi processi sono inattivati nei cromosomi umani. Tuttavia, il cervello e le prestazioni mentali possono persistere per molti anni senza diminuire significativamente. Ciò è dovuto al fatto che le funzioni di un neurone, perse nel processo di ontogenesi, vengono rilevate da altre cellule nervose. Devono rafforzare il loro metabolismo e creare nuove connessioni nervose aggiuntive per compensare le funzioni perse. Questo fenomeno è chiamato plasticità dei neurociti.
Alla fine del XX secolo, un gruppo di italianii neurofisiologi hanno stabilito un fatto interessante: nelle cellule nervose è possibile un'immagine speculare della coscienza. Ciò significa che nella corteccia cerebrale si forma un fantasma di coscienza delle persone con cui comunichiamo. I neuroni che entrano nel sistema specchio svolgono le funzioni di risonatori dell'attività mentale delle persone che li circondano. Pertanto, una persona è in grado di prevedere le intenzioni dell'interlocutore. La struttura di questi neurociti fornisce anche uno speciale fenomeno psicologico chiamato empatia. È caratterizzato dalla capacità di penetrare nel mondo delle emozioni di un'altra persona ed entrare in empatia con i suoi sentimenti.
