Що таке нейрони?

Огляд

Нейрони, також відомі як нервові клітини, посилають і отримують сигнали від вашого мозку. Хоча нейрони мають багато спільного з іншими типами клітин, вони структурно та функціонально унікальні.

Спеціалізовані проекції, звані аксонами, дозволяють нейронам передавати електричні та хімічні сигнали іншим клітинам. Нейрони також можуть отримувати ці сигнали через корінцеподібні розширення, відомі як дендрити.

При народженні людський мозок складається з оцін 100 мільярдів нейронів. На відміну від інших клітин, нейрони не відтворюються і не регенеруються. Їх не замінюють, коли вони помирають.

Створення нових нервових клітин називається нейрогенезом. Хоча цей процес недостатньо вивчений, він може відбуватися в деяких частинах мозку після народження.

Оскільки дослідники отримують розуміння як нейронів, так і нейрогенезу, багато хто також працює над виявленням зв’язків із нейродегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Альцгеймера та Паркінсона.

Частини нейрона

Нейрони відрізняються за розміром, формою та структурою залежно від їхньої ролі та розташування. Однак майже всі нейрони мають три основні частини: тіло клітини, аксон і дендрити.

Тіло клітини

Також відоме як сома, тіло клітини є ядром нейрона. Тіло клітини несе генетичну інформацію, підтримує структуру нейрона та забезпечує енергію для стимулювання діяльності.

Як і інші клітинні тіла, сома нейрона містить ядро і спеціалізовані органели. Він оточений мембраною, яка одночасно захищає його і дозволяє йому взаємодіяти з безпосереднім оточенням.

Аксон

Аксон – це довга хвістоподібна структура, яка з’єднується з тілом клітини на спеціалізованому з’єднанні, яке називається аксонним бугорком. Багато аксонів ізольовані жировою речовиною, яка називається мієліном. Мієлін допомагає аксонам проводити електричний сигнал. Нейрони зазвичай мають один головний аксон.

Дендрити

Дендрити – це волокнисті корінці, які відходять від тіла клітини. Як і антени, дендрити отримують і обробляють сигнали від аксонів інших нейронів. Нейрони можуть мати більше одного набору дендритів, відомих як дендритні дерева. Скільки їх, як правило, залежить від їхньої ролі.

Наприклад, клітини Пуркіньє є особливим типом нейронів, що знаходяться в мозочку. Ці клітини мають високорозвинені дендритні дерева, які дозволяють їм отримувати тисячі сигналів.

Функція нейронів

Нейрони посилають сигнали за допомогою потенціалів дії. Потенціал дії — це зсув електричного потенціалу нейрона, викликаний потоком іонів у нервову мембрану та з неї.

Потенціали дії можуть викликати як хімічні, так і електричні синапси.

Хімічні синапси

У хімічному синапсі потенціали дії впливають на інші нейрони через проміжок між нейронами, який називається синапсом. Синапси складаються з пресинаптичного закінчення, синаптичної щілини і постсинаптичного закінчення.

Коли потенціал дії генерується, він переноситься вздовж аксона до пресинаптичного закінчення. Це викликає вивільнення хімічних месенджерів, які називаються нейромедіаторами. Ці молекули перетинають синаптичну щілину і зв’язуються з рецепторами постсинаптичного закінчення дендрита.

Нейромедіатори можуть збуджувати постсинаптичний нейрон, змушуючи його генерувати власний потенціал дії. Крім того, вони можуть пригнічувати постсинаптичний нейрон, і в цьому випадку він не генерує потенціал дії.

Електричні синапси

Електричні синапси можуть тільки збуджувати. Вони виникають, коли два нейрони з’єднуються через щілинний з’єднання. Цей проміжок набагато менший, ніж синапс, і містить іонні канали, які полегшують пряму передачу позитивного електричного сигналу. В результаті електричні синапси набагато швидше, ніж хімічні. Однак сигнал зменшується від одного нейрона до іншого, що робить їх менш ефективними при передачі.

Типи нейронів

Нейрони відрізняються за структурою, функціями та генетичним складом. Враховуючи величезну кількість нейронів, існують тисячі різних типів, так само, як і тисячі видів живих організмів на Землі.

З точки зору функцій, вчені класифікують нейрони на три великі типи: сенсорні, моторні та міжнейрони.

Сенсорні нейрони

Сенсорні нейрони допомагають:

смак
запах
чути
подивитися
відчувати речі навколо

Сенсорні нейрони запускаються фізичними та хімічними впливами з вашого оточення. Звук, дотик, тепло і світло є фізичними джерелами. Запах і смак є хімічними речовинами.

Наприклад, ступаючи на гарячий пісок, активізуються сенсорні нейрони в підошвах ваших ніг. Ці нейрони посилають у ваш мозок повідомлення, яке сповіщає вас про спеку.

Рухові нейрони

Рухові нейрони відіграють роль у русі, включаючи довільні та мимовільні рухи. Ці нейрони дозволяють мозку та спинному мозку спілкуватися з м’язами, органами та залозами по всьому тілу.

Розрізняють два типи рухових нейронів: нижній і верхній. Нижні рухові нейрони передають сигнали від спинного мозку до гладких м’язів і скелетних м’язів. Верхні рухові нейрони передають сигнали між вашим головним і спинним мозком.

Наприклад, коли ви їсте, нижні мотонейрони вашого спинного мозку посилають сигнали до гладких м’язів стравоходу, шлунка та кишечника. Ці м’язи скорочуються, що дозволяє їжі рухатися по вашому травному тракту.

Інтернейрони

Інтернейрони – це нейронні посередники, які знаходяться у вашому головному та спинному мозку. Вони є найпоширенішим типом нейронів. Вони передають сигнали від сенсорних нейронів та інших внутрішніх нейронів до мотонейронів та інших внутрішніх нейронів. Часто вони утворюють складні схеми, які допомагають реагувати на зовнішні подразники.

Наприклад, коли ви торкаєтеся чогось гарячого, сенсорні нейрони в кінчиках ваших пальців посилають сигнал внутрішнім нейронам у вашому спинному мозку. Деякі інтернейрони передають сигнал до рухових нейронів у вашій руці, що дозволяє відсунути руку. Інші інтернейрони посилають сигнал до больового центру у вашому мозку, і ви відчуваєте біль.

Останні дослідження

Хоча дослідження в минулому столітті розширили наше розуміння нейронів, ми все ще багато чого не розуміємо.

Наприклад, до недавнього часу дослідники вважали, що створення нейронів у дорослих відбувається в області мозку, яка називається гіпокамп. Гіпокамп бере участь у пам’яті та навчанні.

Але недавній вивчення ставить під сумнів уявлення про нейрогенез гіпокампу. Проаналізувавши зразки гіпокампу від 37 донорів, дослідники прийшли до висновку, що дорослі виробляють відносно мало нових нейронів гіпокампу.

Хоча результати ще не підтверджені, вони є значною невдачею. Багато дослідників у цій галузі сподівалися, що нейрогенез може допомогти в лікуванні таких захворювань, як хвороба Альцгеймера і Паркінсона, які викликають пошкодження і смерть нейронів.

Їжа на винос

Клітини нервової системи називаються нейронами. Вони мають три окремі частини, включаючи тіло клітини, аксон і дендрити. Ці частини допомагають їм надсилати та отримувати хімічні та електричні сигнали.

Хоча існують мільярди нейронів і тисячі різновидів нейронів, їх можна класифікувати на три основні групи на основі функцій: рухові нейрони, сенсорні нейрони та інтернейрони.

Ми ще багато чого не знаємо про нейрони та роль, яку вони відіграють у розвитку певних захворювань мозку.