Keupayaan sel untuk bertindak balas terhadap rangsangan dari dunia luar adalah kriteria utama organisma hidup. Unsur-unsur struktur tisu saraf - neuron mamalia dan manusia - mampu mengubah rangsangan (cahaya, bau, gelombang bunyi) ke dalam proses pengujaan. Hasil akhirnya adalah tindak balas badan yang mencukupi sebagai tindak balas kepada pelbagai pengaruh persekitaran. Dalam artikel ini, kita akan mengkaji fungsi neuron otak dan bahagian periferi sistem saraf, dan juga mempertimbangkan klasifikasi neuron berkaitan dengan keunikan fungsinya dalam organisma hidup.
Pembentukan tisu saraf
Sebelum mengkaji fungsi neuron, mari lihat bagaimana sel neurosit terbentuk. Pada peringkat neurula, tiub saraf diletakkan di dalam embrio. Ia terbentuk daripada ektodermaldaun dengan penebalan - plat saraf. Hujung tiub yang mengembang kemudiannya akan membentuk lima bahagian dalam bentuk gelembung otak. Mereka membentuk bahagian otak. Bahagian utama tiub saraf dalam proses perkembangan embrio membentuk saraf tunjang, dari mana 31 pasang saraf berlepas.
Neuron otak bergabung membentuk nukleus. 12 pasang saraf kranial muncul daripadanya. Dalam tubuh manusia, sistem saraf dibezakan ke bahagian tengah - otak dan saraf tunjang, yang terdiri daripada sel neurosit, dan tisu sokongan - neuroglia. Bahagian pinggir terdiri daripada bahagian somatik dan vegetatif. Ujung sarafnya menyerap semua organ dan tisu badan.
Neuron ialah unit struktur sistem saraf
Ia mempunyai saiz, bentuk dan sifat yang berbeza. Fungsi neuron adalah pelbagai: penyertaan dalam pembentukan arka refleks, persepsi kerengsaan dari persekitaran luaran, penghantaran pengujaan yang terhasil ke sel lain. Neuron mempunyai beberapa cabang. Yang panjang ialah akson, yang pendek bercabang dan dipanggil dendrit.
Kajian sitologi telah mendedahkan dalam badan sel saraf nukleus dengan satu atau dua nukleolus, retikulum endoplasma yang terbentuk dengan baik, banyak mitokondria dan radas pensintesis protein yang berkuasa. Ia diwakili oleh ribosom dan molekul RNA dan mRNA. Bahan-bahan ini membentuk struktur khusus neurosit - bahan Nissl. Keanehan sel saraf - sebilangan besar proses menyumbang kepada fakta bahawa fungsi utama neuron adalah penghantaran sarafimpuls. Ia disediakan oleh kedua-dua dendrit dan akson. Yang pertama melihat isyarat dan menghantarnya ke badan neurosit, dan akson, satu-satunya proses yang sangat panjang, menjalankan pengujaan ke sel-sel saraf lain. Terus mencari jawapan kepada soalan: apakah fungsi yang dilakukan oleh neuron, mari kita beralih kepada struktur bahan seperti neuroglia.
Struktur tisu saraf
Neurosit dikelilingi oleh bahan khas yang mempunyai sifat sokongan dan pelindung. Ia juga mempunyai keupayaan ciri untuk membahagikan. Sambungan ini dipanggil neuroglia.
Struktur ini berkait rapat dengan sel saraf. Oleh kerana fungsi utama neuron adalah penjanaan dan pengaliran impuls saraf, sel glial dipengaruhi oleh proses pengujaan dan mengubah ciri elektriknya. Selain fungsi trofik dan perlindungan, glia menyediakan tindak balas metabolik dalam neurosit dan menyumbang kepada keplastikan tisu saraf.
Mekanisme menjalankan pengujaan dalam neuron
Setiap sel saraf membentuk beberapa ribu hubungan dengan neurosit lain. Impuls elektrik, yang merupakan asas proses pengujaan, dihantar dari badan neuron di sepanjang akson, dan ia menghubungi elemen struktur lain tisu saraf atau masuk terus ke dalam organ kerja, contohnya, ke dalam otot. Untuk menentukan fungsi yang dilakukan oleh neuron, adalah perlu untuk mengkaji mekanisme penghantaran pengujaan. Ia dijalankan oleh akson. Dalam saraf motor, ia ditutup dengan sarung myelin dan dipanggil pulpy. Dalam vegetatifsistem saraf adalah proses yang tidak bermielin. Melalui mereka, pengujaan harus memasuki neurosit jiran.
Apakah itu sinaps
Tempat pertemuan dua sel dipanggil sinaps. Pemindahan pengujaan di dalamnya berlaku sama ada dengan bantuan bahan kimia - mediator, atau dengan menghantar ion dari satu neuron ke neuron yang lain, iaitu, melalui impuls elektrik.
Disebabkan pembentukan sinaps, neuron mencipta struktur jaringan bahagian batang otak dan saraf tunjang. Ia dipanggil pembentukan retikular, bermula dari bahagian bawah medulla oblongata dan menangkap nukleus batang otak, atau neuron otak. Struktur jaringan mengekalkan keadaan aktif korteks serebrum dan mengarahkan tindakan refleks saraf tunjang.
Kecerdasan Buatan
Idea sambungan sinaptik antara neuron sistem saraf pusat dan kajian fungsi maklumat retikular kini dijelmakan oleh sains dalam bentuk rangkaian saraf tiruan. Di dalamnya, keluaran satu sel saraf tiruan disambungkan kepada input yang lain dengan sambungan khas yang menduplikasi sinaps sebenar dalam fungsinya. Fungsi pengaktifan neuron neurokomputer tiruan ialah penjumlahan semua isyarat input yang memasuki sel saraf tiruan, ditukar kepada fungsi tak linear komponen linear. Ia juga dipanggil fungsi penggerak (pemindahan). Apabila mencipta kecerdasan buatan, yang paling banyak digunakan ialah fungsi pengaktifan linear, separa linear dan stepwise.neuron.
Neurosit aferen
Ia juga dipanggil sensitif dan mempunyai proses pendek yang memasuki sel-sel kulit dan semua organ dalaman (reseptor). Memandangkan kerengsaan persekitaran luaran, reseptor mengubahnya menjadi proses pengujaan. Bergantung pada jenis rangsangan, ujung saraf dibahagikan kepada: thermoreceptors, mechanoreceptors, nociceptors. Oleh itu, fungsi neuron sensitif ialah persepsi rangsangan, diskriminasinya, penjanaan pengujaan dan penghantarannya ke sistem saraf pusat. Neuron deria memasuki tanduk dorsal saraf tunjang. Badan mereka terletak di nod (ganglia) yang terletak di luar sistem saraf pusat. Ini adalah bagaimana ganglia saraf kranial dan tulang belakang terbentuk. Neuron aferen mempunyai sejumlah besar dendrit; bersama-sama dengan akson dan badan, ia merupakan komponen penting bagi semua arka refleks. Oleh itu, fungsi neuron sensitif terdiri daripada kedua-dua pemindahan proses pengujaan ke otak dan saraf tunjang, dan dalam penyertaan dalam pembentukan refleks.
Ciri interneuron
Terus mengkaji sifat unsur-unsur struktur tisu saraf, mari ketahui fungsi apa yang dilakukan oleh interneuron. Sel saraf jenis ini menerima impuls bioelektrik daripada neurosit deria dan menghantarnya:
a) interneuron lain;
b) neurosit motor.
Kebanyakan interneuron mempunyai akson, bahagian hujungnya adalah terminal, disambungkan dengan neurosit satu pusat.
Neuron interkalari, yang fungsinya adalah penyepaduan pengujaan dan pengedarannya lebih jauh ke bahagian sistem saraf pusat, merupakan komponen penting bagi kebanyakan arka saraf refleks tanpa syarat dan refleks terkondisi. Interneuron pengujaan menggalakkan penghantaran isyarat antara kumpulan berfungsi neurosit. Sel saraf interkalari perencatan menerima pengujaan dari pusat mereka sendiri melalui maklum balas. Ini menyumbang kepada fakta bahawa neuron interkalari, yang fungsinya adalah penghantaran dan pemeliharaan jangka panjang impuls saraf, memastikan pengaktifan saraf tulang belakang deria.
Fungsi neuron motor
Motoneuron ialah unit struktur akhir arka refleks. Ia mempunyai badan besar yang tertutup di tanduk anterior saraf tunjang. Sel saraf yang menginervasi otot rangka mempunyai nama unsur motor ini. Neurosit eferen lain memasuki sel rembesan kelenjar dan menyebabkan pembebasan bahan yang sesuai: rahsia, hormon. Secara tidak sengaja, iaitu, tindakan refleks tanpa syarat (menelan, air liur, buang air besar), neuron eferen berlepas dari saraf tunjang atau dari batang otak. Untuk melakukan tindakan dan pergerakan yang kompleks, badan menggunakan dua jenis neurosit sentrifugal: motor pusat dan motor periferi. Badan neuron motor pusat terletak di korteks serebrum, berhampiran sulcus Roland.
Tubuh neurosit motor periferi yang mempersarafi otot anggota badan, batang, leher,terletak di tanduk anterior saraf tunjang, dan proses panjang mereka - akson - keluar dari akar anterior. Mereka membentuk gentian motor daripada 31 pasang saraf tulang belakang. Neurosit motor periferi yang mempersarafi otot muka, farinks, laring dan lidah terletak di dalam nukleus saraf kranial vagus, hipoglosal dan glossopharyngeal. Oleh itu, fungsi utama neuron motor ialah pengaliran pengujaan tanpa halangan ke otot, merembeskan sel dan organ kerja lain.
Metabolisme dalam neurosit
Fungsi utama neuron - pembentukan potensi tindakan bioelektrik dan penghantarannya ke sel saraf, otot, sel rembesan yang lain - adalah disebabkan oleh ciri struktur neurosit, serta tindak balas metabolik tertentu. Kajian sitologi telah menunjukkan bahawa neuron mengandungi sejumlah besar mitokondria yang mensintesis molekul ATP, retikulum berbutir yang dibangunkan dengan banyak zarah ribosom. Mereka secara aktif mensintesis protein selular. Membran sel saraf dan prosesnya - akson dan dendrit - melaksanakan fungsi pengangkutan terpilih molekul dan ion. Tindak balas metabolik dalam neurosit diteruskan dengan penyertaan pelbagai enzim dan dicirikan oleh keamatan tinggi.
Transmisi pengujaan dalam sinaps
Memandangkan mekanisme menjalankan pengujaan dalam neuron, kami berkenalan dengan sinaps - pembentukan yang berlaku pada titik sentuhan dua neurosit. Pengujaan dalam sel saraf pertama menyebabkan pembentukan molekul bahan kimia - mediator - dalam cagaran aksonnya. Ini termasukasid amino, asetilkolin, norepinefrin. Dikeluarkan daripada vesikel hujung sinoptik dalam celah sinoptik, ia boleh menjejaskan kedua-dua membran pascasinaptiknya sendiri dan menjejaskan cangkerang neuron jiran.
Molekul neurotransmitter berfungsi sebagai perengsa untuk sel saraf yang lain, menyebabkan perubahan cas dalam membrannya - potensi tindakan. Oleh itu, pengujaan cepat merebak di sepanjang serabut saraf dan mencapai bahagian sistem saraf pusat atau memasuki otot dan kelenjar, menyebabkan tindakannya yang mencukupi.
Keplastikan neuron
Para saintis mendapati bahawa dalam proses embriogenesis, iaitu pada peringkat neurulasi, sejumlah besar neuron primer berkembang daripada ektoderm. Kira-kira 65% daripada mereka mati sebelum kelahiran seseorang. Semasa ontogenesis, beberapa sel otak terus disingkirkan. Ini adalah proses terprogram semula jadi. Neurosit, tidak seperti sel epitelium atau penghubung, tidak mampu membahagikan dan menjana semula, kerana gen yang bertanggungjawab untuk proses ini tidak diaktifkan dalam kromosom manusia. Namun begitu, prestasi otak dan mental boleh dikekalkan selama bertahun-tahun tanpa merosot dengan ketara. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa fungsi neuron, yang hilang dalam proses ontogenesis, diambil alih oleh sel saraf lain. Mereka perlu meningkatkan metabolisme mereka dan mencipta sambungan saraf tambahan baharu yang mengimbangi fungsi yang hilang. Fenomena ini dipanggil keplastikan neurosit.
Apadipantulkan dalam neuron
Pada penghujung abad ke-20, sekumpulan ahli neurofisiologi Itali mewujudkan fakta menarik: pantulan cermin kesedaran mungkin dalam sel saraf. Ini bermakna bahawa hantu kesedaran orang yang kita berkomunikasi sedang terbentuk dalam korteks serebrum. Neuron yang termasuk dalam sistem cermin bertindak sebagai resonator untuk aktiviti mental orang sekeliling. Oleh itu, seseorang dapat meramalkan niat lawan bicara. Struktur neurosit tersebut juga menyediakan fenomena psikologi khas yang dipanggil empati. Ia dicirikan oleh keupayaan untuk menembusi dunia emosi orang lain dan berempati dengan perasaan mereka.
