كيف يعمل الدماغ. أحلام

يا إلهي ، استرد نفسك

طوال تاريخه الممتد 100 عام ، التزم علم الأعصاب بالعقيدة القائلة بأن الدماغ البالغ لا يخضع للتغيير. كان يعتقد أن الشخص يمكن أن يفقد الخلايا العصبية ، ولكن لا يكتسب خلايا جديدة. في الواقع ، إذا كان الدماغ قادرًا على إجراء تغييرات هيكلية ، فكيف يمكن الحفاظ عليه؟

يمكن للجلد والكبد والقلب والكلى والرئتين والدم تكوين خلايا جديدة لتحل محل الخلايا التالفة. حتى وقت قريب ، اعتقد الخبراء أن هذه القدرة على التجدد لا تمتد إلى الجهاز العصبي المركزي ، الذي يتكون من الدماغ و.

كان علماء الأعصاب يبحثون عن طرق لتحسين صحة الدماغ لعقود. استندت استراتيجية العلاج إلى تجديد نقص الناقلات العصبية - مواد كيميائيةنقل الرسائل إلى الخلايا العصبية (الخلايا العصبية). في مرض باركنسون ، على سبيل المثال ، يفقد دماغ المريض القدرة على إنتاج الناقل العصبي الدوبامين لأن الخلايا التي تنتجه تموت. يمكن للمادة الكيميائية "القريبة" للدوبامين ، L-Dopa ، أن تخفف من حالة المريض مؤقتًا ، لكنها لا تعالجها. لاستبدال الخلايا العصبية التي تموت في أمراض عصبية مثل داء هنتنغتون وباركنسون والإصابات ، يحاول علماء الأعصاب زرع الخلايا الجذعية المشتقة من الأجنة. في الآونة الأخيرة ، أصبح الباحثون مهتمين بالخلايا العصبية المشتقة من الخلايا الجذعية الجنينية البشرية ، والتي ، في ظل ظروف معينة ، يمكن تصنيعها لتشكيل أي نوع من الخلايا البشرية في أطباق بتري.

في حين أن هناك العديد من الفوائد للخلايا الجذعية ، فمن الواضح أنه يجب رعاية قدرة الجهاز العصبي للبالغين على الإصلاح الذاتي. للقيام بذلك ، من الضروري إدخال مواد تحفز الدماغ على تكوين خلاياه الخاصة واستعادة الدوائر العصبية التالفة.

الخلايا العصبية لحديثي الولادة

في الستينيات والسبعينيات. وخلص الباحثون إلى أن الجهاز العصبي المركزي للثدييات قادر على التجدد. أظهرت التجارب الأولى أن الفروع الرئيسية للخلايا العصبية في الدماغ البالغة و- المحاور العصبية يمكن أن تتعافى بعد التلف. وسرعان ما تم اكتشاف ولادة خلايا عصبية جديدة في أدمغة الطيور والقرود والبشر البالغة. تكوين الخلايا العصبية.

السؤال الذي يطرح نفسه: إذا كان الجهاز العصبي المركزي قادرًا على تكوين أجهزة جديدة ، فهل يمكنه التعافي في حالة المرض أو الإصابة؟ للإجابة عليه ، من الضروري فهم كيفية حدوث تكوين الخلايا العصبية في دماغ البالغين وكيف يكون ذلك ممكنًا.

تحدث ولادة خلايا جديدة تدريجياً. تبدأ الخلايا الجذعية متعددة القدرات المزعومة في الدماغ في الانقسام بشكل دوري ، مما يؤدي إلى ظهور خلايا جذعية أخرى يمكن أن تنمو لتصبح خلايا عصبية أو خلايا داعمة ، تسمى. ولكن من أجل النضج ، يجب أن تتجنب الخلايا الوليدة تأثير الخلايا الجذعية متعددة القدرات ، والتي ينجح نصفها فقط - ويموت الباقي. هذا التبذير يذكرنا بالعملية التي تحدث في الجسم قبل الولادة وفي الطفولة المبكرة ، عندما يتم إنتاج خلايا عصبية أكثر مما هو مطلوب لتكوين الدماغ. فقط أولئك الذين يشكلون روابط نشطة مع الآخرين ينجون.

يعتمد ما إذا كانت الخلية الصغيرة الباقية على قيد الحياة على خلية عصبية أو خلية دبقية على أي جزء من الدماغ ينتهي بها والعمليات التي ستحدث خلال هذه الفترة. يستغرق الأمر أكثر من شهر حتى تعمل الخلايا العصبية الجديدة بشكل كامل. إرسال واستقبال المعلومات. هكذا. تكوين الخلايا العصبية ليس حدثًا لمرة واحدة. عملية. الذي تنظمه المواد. تسمى عوامل النمو. على سبيل المثال ، عامل يسمى "القنفذ الصوتي" (القنفذ الصوتي) ،اكتشف لأول مرة في الحشرات ، وينظم قدرة الخلايا العصبية غير الناضجة على التكاثر. عامل الشقوفئة الجزيئات. تسمى بروتينات العظام المورفوجينية ، يبدو أنها تحدد ما إذا كانت الخلية الجديدة تصبح دبقية أم عصبية. بمجرد حدوث ذلك. عوامل النمو الأخرى. مثل عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF).التغذية العصبية وعامل النمو الشبيه بالأنسولين (IGF)البدء في دعم النشاط الحيوي للخلية وتحفيز نضجها.

مشهد

لا تظهر الخلايا العصبية الجديدة في دماغ الثدييات البالغة عن طريق الصدفة. فيما يبدو. تتشكل فقط في الفراغات المملوءة بالسوائل - في البطينين ، وكذلك في الحُصين - وهي بنية مخبأة في أعماق الدماغ. على شكل فرس البحر. لقد أثبت علماء الأعصاب أن الخلايا المقدر لها أن تصبح خلايا عصبية. الانتقال من البطينين إلى البصيلات الشمية. التي تتلقى معلومات من الخلايا الموجودة في الغشاء المخاطي للأنف وتكون حساسة. لا أحد يعرف بالضبط لماذا تحتاج البصلة الشمية إلى العديد من الخلايا العصبية الجديدة. من الأسهل تخمين سبب احتياج الحُصين لها: نظرًا لأن هذا الهيكل مهم لتذكر المعلومات الجديدة ، فمن المحتمل أن تكون الخلايا العصبية الإضافية. المساهمة في تقوية الروابط بين الخلايا العصبية ، وزيادة قدرة الدماغ على معالجة المعلومات وتخزينها.

توجد أيضًا عمليات تكوين الخلايا العصبية خارج الحُصين والبصلة الشمية ، على سبيل المثال ، في قشرة الفص الجبهي ، مقر الذكاء والمنطق. وكذلك في مناطق أخرى من دماغ البالغين والحبل الشوكي. مؤخراتظهر المزيد والمزيد من التفاصيل حول الآليات الجزيئية التي تحكم تكوين الخلايا العصبية وحول المحفزات الكيميائية التي تنظمها. ولدينا الحق في الأمل. أنه بمرور الوقت سيكون من الممكن تحفيز تكوين الخلايا العصبية بشكل مصطنع في أي جزء من الدماغ. بمعرفة كيف تؤدي عوامل النمو والبيئة المكروية المحلية إلى تكوين الخلايا العصبية ، يأمل الباحثون في تطوير علاجات يمكنها إصلاح الأدمغة المريضة أو التالفة.

من خلال تحفيز تكوين الخلايا العصبية ، من الممكن تحسين حالة المريض في بعض الأمراض العصبية. على سبيل المثال. والسبب هو انسداد أوعية الدماغ ، مما يؤدي إلى موت الخلايا العصبية بسبب نقص الأكسجين. بعد السكتة الدماغية ، يبدأ تكوين الخلايا العصبية في الحُصين ، سعيًا إلى "علاج" أنسجة المخ التالفة بمساعدة الخلايا العصبية الجديدة. تموت معظم خلايا الولدان ، لكن بعضها يهاجر بنجاح إلى المنطقة المتضررة ويتحول إلى خلايا عصبية كاملة. على الرغم من أن هذا لا يكفي لتعويض الضرر في السكتة الدماغية الشديدة. يمكن أن يساعد تكوين الخلايا العصبية الدماغ بعد السكتات الدماغية الصغيرة ، والتي غالبًا ما تمر دون أن يلاحظها أحد. يحاول علماء الأعصاب الآن استخدام عامل نمو الأوعية الدموية في البشرة (VEGF)وعامل نمو الخلايا الليفية (FGF)لتعزيز الانتعاش الطبيعي.

كلتا المادتين عبارة عن جزيئات كبيرة لا تكاد تعبر الحاجز الدموي الدماغي ، أي شبكة من الخلايا المتشابكة التي تبطن الأوعية الدموية في الدماغ. في عام 1999 ، إحدى شركات التكنولوجيا الحيوية مختبرات وايث أيرست و Sciosمن ولاية كاليفورنيا علقت التجارب السريريةيستخدم FGF ل. لأن جزيئاته لم تدخل الدماغ. حاول بعض الباحثين حل هذه المشكلة عن طريق ربط الجزيء FGF معالآخر ، الذي ضلل الخلية وأجبرها على التقاط مجمع الجزيئات بأكمله ونقله إلى أنسجة المخ. علماء آخرون لديهم خلايا معدلة وراثيًا تنتج FGF. وزرعها في الدماغ. حتى الآن ، تم إجراء مثل هذه التجارب على الحيوانات فقط.

قد يكون تحفيز تكوين الخلايا العصبية فعالاً في علاج الاكتئاب. سبب رئيسيوالتي تعتبر (بالإضافة إلى الاستعداد الوراثي) مزمنة. يحد ، كما تعلم. عدد الخلايا العصبية في الحُصين. العديد من الأدوية المصنعة. يظهر في الاكتئاب. بما في ذلك بروزاك. تعزيز تكوين الخلايا العصبية في الحيوانات. ومن المثير للاهتمام أن الأمر يستغرق شهرًا واحدًا لتخفيف متلازمة الاكتئاب بمساعدة هذا الدواء - بنفس المقدار. وكم وتنفيذ عملية تكوين الخلايا العصبية. ربما. يحدث الاكتئاب جزئيًا بسبب التباطؤ في هذه العملية في الحُصين. أكدت الدراسات السريرية الحديثة باستخدام تقنيات التصوير بالجهاز العصبي. التي في المرضى الذين يعانون من اكتئاب مزمنالحُصين أصغر منه في الأشخاص الأصحاء. الاستخدام طويل الأمد لمضادات الاكتئاب. يبدو مثل. تحفيز تكوين الخلايا العصبية: في القوارض. الذين تم إعطاؤهم هذه الأدوية لعدة أشهر. ولدت خلايا عصبية جديدة في قرن آمون.

تنتج الخلايا الجذعية العصبية خلايا دماغية جديدة. ينقسمون بشكل دوري إلى منطقتين رئيسيتين: في البطينين (أرجواني)،التي تمتلئ بالسائل النخاعي الذي يغذي الجهاز العصبي المركزي ، وفي الحُصين (الأزرق) - بنية ضرورية للتعلم والذاكرة. مع تكاثر الخلايا الجذعية (في الأسفل)تتشكل الخلايا الجذعية والخلايا السلفية الجديدة ، والتي يمكن أن تتحول إلى خلايا عصبية أو خلايا داعمة تسمى الخلايا الدبقية (الخلايا النجمية والخلايا المتغصنة). ومع ذلك ، لا يمكن أن يحدث التمايز بين الخلايا العصبية لحديثي الولادة إلا بعد ابتعادهم عن أسلافهم. (السهام الحمراء)،هذا ، في المتوسط ​​، ينجح نصفهم فقط ، ويهلك الباقون. في الدماغ البالغ ، تم العثور على خلايا عصبية جديدة في الحُصين والمصابيح الشمية ، والتي تعتبر ضرورية للشم. يأمل العلماء في إجبار الدماغ البالغ على إصلاح نفسه عن طريق التسبب في انقسام الخلايا العصبية الجذعية أو الخلايا السلفية وتنمو أينما ومتى لزم الأمر.

الخلايا الجذعية كطريقة للعلاج

يعتبر الباحثون أن نوعين من الخلايا الجذعية أداة محتملة لإصلاح الأدمغة التالفة. أولاً ، الخلايا الجذعية العصبية لدماغ البالغين: خلايا أولية نادرة محفوظة منذ المراحل المبكرة التطور الجنينيتوجد في منطقتين على الأقل من الدماغ. يمكن أن تنقسم طوال الحياة ، مما يؤدي إلى ظهور خلايا عصبية جديدة وخلايا داعمة تسمى الخلايا الدبقية. النوع الثاني يشمل الخلايا الجذعية الجنينية البشرية ، المعزولة من الأجنة في مرحلة مبكرة جدًا من التطور ، عندما يتكون الجنين بأكمله من حوالي مائة خلية. يمكن أن تؤدي هذه الخلايا الجذعية الجنينية إلى ظهور أي خلية في الجسم.

ترصد معظم الدراسات نمو الخلايا الجذعية العصبية في أطباق المزرعة. يمكن أن تنقسم هناك ، ويتم وسمها وراثيا ، ثم إعادة زرعها مرة أخرى في الجهاز العصبي للبالغين. في التجارب التي أجريت حتى الآن على الحيوانات فقط ، تتجذر الخلايا جيدًا ويمكن أن تتمايز إلى خلايا عصبية ناضجة في منطقتين من الدماغ حيث يحدث تكوين الخلايا العصبية الجديدة بشكل طبيعي - في الحُصين والبصيلات الشمية. ومع ذلك ، في مناطق أخرى ، تكون الخلايا الجذعية العصبية المأخوذة من دماغ البالغين بطيئة في التحول إلى خلايا عصبية ، على الرغم من أنها يمكن أن تصبح خلايا دبقية.

مشكلة الخلايا الجذعية العصبية البالغة هي أنها لا تزال غير ناضجة. إذا لم يولد دماغ البالغين الذي يتم زرعهم فيه الإشارات اللازمة لتحفيز نموهم إلى نوع معين من الخلايا العصبية - مثل الخلايا العصبية الحُصَينية - فسوف يموتون أو يصبحون خلية دبقية أو يظلون خلية جذعية غير متمايزة. لحل هذه المشكلة ، من الضروري تحديد الإشارات البيوكيميائية التي تسبب الخلايا العصبية خلايا جذعيةتصبح خلية عصبية من هذا النوع ، ثم توجه تطور الخلية على طول هذا المسار في طبق الثقافة. من المتوقع أنه بعد الزرع في منطقة معينة من الدماغ ، ستبقى هذه الخلايا خلايا عصبية من نفس النوع ، وتشكل روابط وتبدأ في العمل.

عمل روابط مهمة

نظرًا لأن الأمر يستغرق حوالي شهر من لحظة انقسام الخلية الجذعية العصبية حتى يتم تضمين سليلها في الدوائر الوظيفية للدماغ ، فمن المحتمل ألا يتحدد دور هذه الخلايا العصبية الجديدة في نسب الخلية ، ولكن من خلال كيفية تحديدها. تتواصل الخلايا الجديدة والحالية مع بعضها البعض (وتشكل نقاط الاشتباك العصبي) ومع الخلايا العصبية الموجودة ، وتشكل الدوائر العصبية. في عملية تكوين المشابك العصبية ، فإن ما يسمى العمود الفقري على العمليات الجانبية ، أو التشعبات ، لعصب واحد متصل بالفرع الرئيسي ، أو محور عصبون آخر.

تظهر الدراسات الحديثة أن العمود الفقري شجيري (في الأسفل)يمكن تغيير شكلها في غضون بضع دقائق. يشير هذا إلى أن تكوين التشابك العصبي قد يكون أساس التعلم والذاكرة. صورة مجهرية أحادية اللون لدماغ فأر حي (أحمر ، أصفر ، أخضر ، أزرق)تم فصلها يومًا واحدًا. الصورة متعددة الألوان (أقصى اليمين) هي نفس الصور متراكبة فوق بعضها البعض. تظهر المناطق غير المتغيرة بيضاء تقريبًا.

تساعد الدماغ

مرض الزهايمر هو مرض آخر يثير تكوّن الخلايا العصبية. كما أظهرت الدراسات الحديثة ، في أجهزة الفأر. التي أدخلت جينات الشخص المصاب بمرض الزهايمر. تم العثور على انحرافات مختلفة في تكوين الخلايا العصبية عن القاعدة. نتيجة لهذا التدخل ، يفرط الحيوان في إنتاج شكل متحور من سلائف الببتيد الأميلويد البشري ، وينخفض ​​مستوى الخلايا العصبية في الحُصين. وحصين الفئران مع جين بشري متحور. ترميز البروتين بريسنيلين. عدد قليل من الخلايا المنقسمة و. على التوالى. عدد أقل من الخلايا العصبية الباقية. مقدمة FGFمباشرة في أدمغة الحيوانات أضعف الميل ؛ لذلك. يمكن أن تكون عوامل النمو علاجًا جيدًا لهذا المرض المدمر.

المرحلة التالية من البحث هي عوامل النمو التي تتحكم في مختلف مراحل تكوين الخلايا العصبية (أي ولادة خلايا جديدة ، وهجرة الخلايا الشابة ونضجها) ، بالإضافة إلى العوامل التي تثبط كل مرحلة. لعلاج أمراض مثل الاكتئاب ، حيث يتناقص عدد الخلايا المنقسمة ، من الضروري إيجاد مواد دوائية أو طرق أخرى للتأثير. تعزيز تكاثر الخلايا. مع الصرع ، على ما يبدو. تولد خلايا جديدة. ولكن بعد ذلك يهاجرون في الاتجاه الخاطئ ويحتاجون إلى فهم. كيفية توجيه الخلايا العصبية "الضالة" على طول الطريق الصحيح. في ورم الدماغ الخبيث ، تتكاثر الخلايا الدبقية وتشكل أورامًا قاتلة متنامية. على الرغم من أن أسباب الورم الدبقي لم تتضح بعد. يعتقد البعض. أنه ناتج عن النمو غير المنضبط للخلايا الجذعية للدماغ. يمكن علاج الورم الدبقي بالمركبات الطبيعية. تنظيم انقسام هذه الخلايا الجذعية.

لعلاج السكتة الدماغية ، من المهم معرفة ذلك. ما هي عوامل النمو التي تضمن بقاء الخلايا العصبية وتحفز تحول الخلايا غير الناضجة إلى خلايا عصبية سليمة. مع مثل هذه الأمراض. مثل مرض هنتنغتون. التصلب الجانبي الضموري (ALS) ومرض باركنسون (عندما يموتان تمامًا أنواع الخرسانةالخلايا ، مما يؤدي إلى ظهور أعراض معرفية أو حركية محددة). هذه العمليةيحدث بشكل متكرر كخلايا. التي ترتبط بها هذه الأمراض موجودة في مناطق محدودة.

السؤال الذي يطرح نفسه: كيف تتحكم في عملية تكوين الخلايا العصبية تحت هذا النوع أو ذاك من التأثير من أجل التحكم في عدد الخلايا العصبية ، لأن فائضها خطير أيضًا؟ على سبيل المثال ، في بعض أشكال الصرع ، تستمر الخلايا الجذعية العصبية في الانقسام حتى بعد أن تفقد الخلايا العصبية الجديدة القدرة على تكوين روابط مفيدة. يقترح علماء الأعصاب أن الخلايا "الخطأ" تظل غير ناضجة وتنتهي في المكان الخطأ. تشكيل ما يسمى ب. خلل التنسج القشري السطحي (FCD) ، مما يولد إفرازات صرعية الشكل ويسبب نوبات صرع. ومن الممكن أن يكون إدخال عوامل النمو في السكتة الدماغية. يمكن أن يتسبب مرض باركنسون وأمراض أخرى في انقسام الخلايا الجذعية العصبية بسرعة كبيرة مما يؤدي إلى ظهور أعراض مشابهة. لذلك ، يجب على الباحثين أولاً استكشاف تطبيق عوامل النمو للحث على ولادة الخلايا العصبية وهجرتها ونضجها.

عند معالجة الإصابات الحبل الشوكيأو ALS أو الخلايا الجذعية يجب أن تُجبر على إنتاج الخلايا الدبقية قليلة التغصن ، وهي نوع من الخلايا الدبقية. إنها ضرورية لتواصل الخلايا العصبية مع بعضها البعض. لأنها تعزل محاور عصبية طويلة تنتقل من خلية عصبية إلى أخرى. منع تشتت الإشارة الكهربائية التي تمر عبر المحور العصبي. من المعروف أن الخلايا الجذعية في النخاع الشوكي لديها القدرة على إنتاج الخلايا قليلة التغصن من وقت لآخر. استخدم الباحثون عوامل النمو لتحفيز هذه العملية في الحيوانات المصابة بإصابة في النخاع الشوكي وشهدوا نتائج إيجابية.

شحن الدماغ

واحد من الميزات الهامةتكمن عملية تكوين الخلايا العصبية في الحُصين في حقيقة أن الفرد الشخصي يمكن أن يؤثر على معدل انقسام الخلايا ، وعدد الخلايا العصبية الصغيرة الباقية على قيد الحياة وقدرتها على الاندماج في الشبكة العصبية. على سبيل المثال. عندما يتم نقل الفئران البالغة من أقفاص عادية وضيقة إلى أقفاص أكثر راحة وواسعة. لديهم زيادة كبيرة في تكوين الخلايا العصبية. وجد الباحثون أن تمرين الفئران على عجلة الجري كان كافياً لمضاعفة عدد الخلايا المنقسمة في الحُصين ، مما أدى إلى زيادة كبيرة في عدد الخلايا العصبية الجديدة. ومن المثير للاهتمام ، العادية ممارسة الإجهاديمكن أن يخفف الاكتئاب لدى الناس. ربما. هذا يرجع إلى تنشيط تكوين الخلايا العصبية.

إذا تعلم العلماء التحكم في تكوين الخلايا العصبية ، فإن فهمنا لأمراض وإصابات الدماغ سيتغير بشكل كبير. للعلاج ، سيكون من الممكن استخدام المواد التي تحفز بشكل انتقائي مراحل معينة من تكوين الخلايا العصبية. سيتم دمج التأثير الدوائي مع العلاج الطبيعي ، مما يعزز تكوين الخلايا العصبية ويحفز مناطق معينة من الدماغ لدمج خلايا جديدة فيها. أخذ العلاقة بين تكوين الخلايا العصبية والإجهاد العقلي والبدني في الاعتبار سيقلل من مخاطر الإصابة بالأمراض العصبية ويعزز عمليات الإصلاح الطبيعية في الدماغ.

عن طريق تحفيز نمو الخلايا العصبية في الدماغ الأشخاص الأصحاءسيكونون قادرين على تحسين حالة أجسامهم. ومع ذلك ، فمن غير المرجح أن يحبوا حقن عوامل النمو التي بالكاد تخترق الحاجز الدموي الدماغي بعد الحقن في مجرى الدم. لذلك ، يبحث الخبراء عن الأدوية. والتي يمكن إنتاجها على شكل أقراص. مثل هذا الدواء سيحفز عمل الجينات التي تشفر عوامل النمو مباشرة في دماغ الإنسان.

من الممكن أيضًا تحسين نشاط الدماغ من خلال العلاج الجيني وزرع الخلايا: الخلايا المزروعة صناعياً التي تنتج عوامل نمو محددة. يمكن زراعتها في مناطق معينة من الدماغ البشري. يُقترح أيضًا إدخال الجينات التي تشفر إنتاج عوامل النمو والفيروسات المختلفة في جسم الإنسان. قادرة على إيصال هذه الجينات إلى خلايا الدماغ المرغوبة.

لم يتضح بعد. أي من الأساليب ستكون واعدة أكثر. تظهر الدراسات على الحيوانات. أن استخدام عوامل النمو يمكن أن يعطل الأداء الطبيعي للدماغ. يمكن أن تتسبب عمليات النمو في تكوين الأورام ، ويمكن أن تخرج الخلايا المزروعة عن السيطرة وتثير تطور السرطان. لا يمكن تبرير مثل هذا الخطر إلا إذا أشكال شديدةمرض هنتنغتون. مرض الزهايمر أو مرض باركنسون.

أفضل طريقة لتحفيز نشاط الدماغ هي النشاط الفكري المكثف المصحوب بنمط حياة صحي: النشاط البدني. طعام جيدوالراحة التامة. كما تم تأكيده تجريبيا. أن الاتصالات في الدماغ تتأثر بالبيئة. ربما. في يوم من الأيام في المنازل والمكاتب ، سيخلق الناس ويحافظون على بيئة غنية بشكل خاص لتحسين وظائف المخ.

إذا كان من الممكن فهم آليات الشفاء الذاتي للجهاز العصبي ، فسيتقن الباحثون الأساليب في المستقبل القريب. السماح لك باستخدام موارد عقلك الخاصة لاستعادتها وتحسينها.

فريد جيج

(في عالم العناكب ، رقم 12 ، 2003)

الخلية هي المحور كائن حيوي. يتكون الجهاز العصبي البشري من خلايا الدماغ والحبل الشوكي (الخلايا العصبية). فهي متنوعة للغاية في الهيكل ، ولها عدد كبير من الوظائف المختلفة التي تهدف إلى وجود جسم الإنسان كنوع بيولوجي.

في كل خلية عصبية ، تحدث آلاف التفاعلات في وقت واحد بهدف الحفاظ على عملية التمثيل الغذائي للخلية العصبية نفسها والقيام بوظائفها الرئيسية - معالجة وتحليل مجموعة كبيرة من المعلومات الواردة ، بالإضافة إلى توليد الأوامر وإرسالها إلى الخلايا العصبية الأخرى والعضلات المختلفة. أعضاء وأنسجة الجسم. يشكل العمل المنسق جيدًا لمجموعات الخلايا العصبية في القشرة الدماغية أساس التفكير والوعي.

وظائف غشاء الخلية

الأكثر أهمية مركبات اساسيهالخلايا العصبية ، مثل أي خلايا أخرى ، هي أغشية الخلايا. عادة ما يكون لها هيكل متعدد الطبقات وتتكون من فئة خاصة من المركبات الدهنية - الفوسفوليبيد ، وكذلك ...

الجهاز العصبي هو الجزء الأكثر تعقيدًا والقليل من الدراسة في الجسم. يتكون من 100 مليار خلية - خلايا عصبية وخلايا دبقية ، أي حوالي 30 مرة أكثر. حتى وقتنا هذا ، تمكن العلماء من دراسة 5٪ فقط من الخلايا العصبية. كل ما تبقى لا يزال لغزا يحاول الأطباء حله بأي وسيلة.

الخلايا العصبية: الهيكل والوظائف

الخلايا العصبية هي العنصر الهيكلي الرئيسي للجهاز العصبي ، والتي تطورت من الخلايا العصبية. وظيفة الخلايا العصبية هي الاستجابة للمنبهات عن طريق الانقباض. هذه خلايا قادرة على نقل المعلومات باستخدام النبضات الكهربائية والوسائل الكيميائية والميكانيكية.

لأداء الوظائف ، تكون الخلايا العصبية حركية وحسية ومتوسطة. تنقل الخلايا العصبية الحسية المعلومات من المستقبلات إلى الدماغ ، والخلايا الحركية - إلى الأنسجة العضلية. الخلايا العصبية الوسيطة قادرة على أداء كلتا الوظيفتين.

من الناحية التشريحية ، تتكون الخلايا العصبية من جسم واثنين ...

تعتمد إمكانية العلاج الناجح للأطفال المصابين باضطرابات النمو النفسي العصبي على الخصائص التالية لجسم الطفل وجهازه العصبي:

1. القدرات التجديدية للخلايا العصبية نفسها وعملياتها وشبكاتها العصبية التي تشكل جزءًا من الأنظمة الوظيفية. إن النقل البطيء للهيكل الخلوي على طول عمليات الخلية العصبية بمعدل 2 مم / يوم يحدد أيضًا تجديد العمليات التالفة أو المتخلفة من الخلايا العصبية بنفس المعدل. يتم تعويض موت بعض الخلايا العصبية ونقصها في الشبكة العصبية بشكل أو بآخر من خلال إطلاق التشعب المحوري للخلايا العصبية المتبقية مع تكوين وصلات داخلية إضافية جديدة.

2. التعويض عن الأضرار التي لحقت بالخلايا العصبية والشبكات العصبية في الدماغ عن طريق ربط المجموعات العصبية المجاورة لأداء وظيفة مفقودة أو متخلفة. الخلايا العصبية السليمة ، محاورها والتشعبات ، تعمل بنشاط وتحتفظ ، في النضال من أجل المنطقة الوظيفية ...

يا إلهي ، استرد نفسك

طوال تاريخه الممتد 100 عام ، التزم علم الأعصاب بالعقيدة القائلة بأن الدماغ البالغ لا يخضع للتغيير. كان يعتقد أن الشخص يمكن أن يفقد الخلايا العصبية ، ولكن لا يكتسب خلايا جديدة. في الواقع ، إذا كان الدماغ قادرًا على إجراء تغييرات هيكلية ، فكيف يمكن حفظ الذاكرة؟

يمكن للجلد والكبد والقلب والكلى والرئتين والدم تكوين خلايا جديدة لتحل محل الخلايا التالفة. حتى وقت قريب ، اعتقد الخبراء أن هذه القدرة على التجدد لا تمتد إلى الجهاز العصبي المركزي ، الذي يتكون من الدماغ والنخاع الشوكي.

ومع ذلك ، على مدى السنوات الخمس الماضية ، اكتشف علماء الأعصاب أن الدماغ يتغير طوال الحياة: يتم تشكيل خلايا جديدة للتعامل مع الصعوبات التي تنشأ. تساعد هذه اللدونة الدماغ على التعافي من الإصابة أو المرض ، مما يزيد من إمكاناته.

كان علماء الأعصاب يبحثون عن طرق لتحسين ...

تتشكل الخلايا العصبية في الدماغ أثناء تطور ما قبل الولادة. يحدث هذا بسبب نمو نوع معين من الخلايا ، وحركاتها ، ثم تمايزها ، حيث يغيرون خلالها شكلها وحجمها ووظيفتها. معظمتموت الخلايا العصبية حتى أثناء نمو الجنين ، ويستمر العديد من الأشخاص في فعل ذلك بعد الولادة وطوال حياة الشخص ، وهو ما يندرج وراثيًا. ولكن إلى جانب هذه الظاهرة ، يحدث شيء آخر - استعادة الخلايا العصبية في بعض مناطق الدماغ.

تسمى العملية التي يحدث بها تكوين الخلية العصبية (سواء في فترة ما قبل الولادة أو في الحياة) "تكوين الخلايا العصبية".

التصريح المعروف على نطاق واسع بأن الخلايا العصبية لا تتجدد تم إصداره في عام 1928 بواسطة سانتياغو رامون إي حليم ، اختصاصي علم الأعصاب الإسباني. استمر هذا الحكم حتى نهاية القرن الماضي ، حتى ظهر مقال علمي بقلم E.Gould و C. Cross ، حيث تم تقديم حقائق تثبت إنتاج ...

تنقسم الخلايا العصبية في الدماغ حسب التصنيف إلى خلايا ذات نوع معين من الوظائف. ولكن ، ربما ، بعد البحث الذي أجراه معهد Duke ، الذي يقوده الأستاذ المساعد في بيولوجيا الخلية وطب الأطفال وعلم الأعصاب Chai Kuo ، ستظهر وحدة هيكلية جديدة (Chay Kuo).

ووصف خلايا الدماغ القادرة بشكل مستقل على نقل المعلومات والبدء في التحول. آلية عملهم في تأثير أحد أنواع الخلايا العصبية في المنطقة تحت البطينية (وتسمى أيضًا المنطقة الفرعية) على الخلية الجذعية العصبية. يبدأ في التحول إلى خلية عصبية. هذا الاكتشاف مثير للاهتمام لأنه يثبت أن استعادة الخلايا العصبية في الدماغ أصبحت حقيقة واقعة بالنسبة للطب.

نظرية تشاي كو

يلاحظ الباحث أن إمكانية تطور الخلايا العصبية تمت مناقشتها حتى قبله ، ولكن لأول مرة وجد ويصف ماذا وكيف يتضمن آلية العمل. الخلايا العصبية الموجودة في المنطقة تحت البطينية (SVZ) يصفها أولاً. في منطقة المخ ...

إن استعادة أعضاء ووظائف الجسم تقلق الناس في الحالات التالية: بعد تناول واحد ، ولكن بإفراط المشروبات الكحولية(وليمة في بعض المناسبات الرسمية) وأثناء إعادة التأهيل بعد إدمان الكحول ، أي نتيجة الاستخدام المنهجي والمطول للكحول.

في عملية نوع من العيد الوفير (عيد ميلاد ، زفاف ، رأس السنة الجديدة ، حفلة ، إلخ) ، يستهلك الشخص جزءًا كبيرًا جدًا من الكحول لفترة زمنية لا تقل عن. من الواضح أن الجسد لا يشعر بأي شيء جيد في مثل هذه اللحظات. أكبر ضرر ناتج عن مثل هذه الإجازات هو أولئك الأشخاص الذين يمتنعون عادة عن شرب الكحول أو تناوله بشكل غير منتظم وبجرعات صغيرة. يواجه هؤلاء الأشخاص صعوبة بالغة في استعادة دماغهم بعد تناول الكحول في الصباح.

عليك أن تعرف أن 5٪ فقط من الكحول تفرز من الجسم مع هواء الزفير ، عن طريق التعرق والتبول. يتأكسد 95٪ المتبقية داخل ...

أدوية لاستعادة الذاكرة

تساعد الأحماض الأمينية على تحسين تكوين GABA في الدماغ: جلايسين ، تريبتوفان ، ليسين (مستحضرات "جلايسين" ، "أفيتون جينكوفيت"). يُنصح باستخدامها مع عوامل لتحسين إمدادات الدم في المخ (Cavinton ، Trental ، Vintocetin) وزيادة التمثيل الغذائي للطاقة في الخلايا العصبية (Coenzyme Q10). يستخدم الجنكة لتحفيز الخلايا العصبية في العديد من دول العالم.

تساعد التمارين اليومية وتطبيع التغذية والروتين اليومي على تحسين الذاكرة. يمكنك تدريب ذاكرتك - كل يوم تحتاج إلى تعلم القصائد الصغيرة واللغات الأجنبية. لا تفرط في تحميل عقلك. لتحسين تغذية الخلايا ، يوصى بتناول أدوية خاصة مصممة لتحسين الذاكرة.

الأدوية الفعالة لتطبيع وتقوية الذاكرة

ديبرينيل. دواء يحيد عمل السموم العصبية التي تدخل الجسم مع الطعام. يحمي خلايا المخ من الإجهاد ، ويدعم ...

حتى التسعينيات ، كان أطباء الأعصاب مقتنعين تمامًا بأن تجديد الدماغ أمر مستحيل. في المجتمع العلمي ، تمت صياغة فكرة خاطئة عن الأنسجة "الثابتة" ، والتي تضمنت بشكل أساسي أنسجة الجهاز العصبي المركزي ، حيث يُفترض أنه لا توجد خلايا جذعية. كان من المعتقد أن الخلايا العصبية المنقسمة يمكن ملاحظتها فقط في بعض هياكل الدماغ للجنين ، وفي الأطفال فقط في العامين الأولين من العمر. ثم افترض أن نمو الخلايا يتوقف وتبدأ مرحلة تكوين الاتصالات بين الخلايا في الشبكات العصبية. خلال هذه الفترة ، تشكل كل خلية عصبية المئات وربما الآلاف من نقاط الاشتباك العصبي مع الخلايا المجاورة. في المتوسط ​​، يُعتقد أن حوالي 100 مليار خلية عصبية تعمل في الشبكات العصبية لدماغ البالغين. إن القول بأن الدماغ البالغ لا يتجدد أصبح أسطورة بديهية. تم اتهام العلماء الذين عبروا عن رأي مختلف بعدم الكفاءة ، وفي بلادنا فقدوا وظائفهم. تكمن الطبيعة في ...

هل السكتات الدماغية لم تعد مخيفة؟ التطورات الحديثة ...

كل الأمراض من الأعصاب! حتى الأطفال يعرفون هذه الحكمة الشعبية. ومع ذلك ، لا يعلم الجميع أنه في لغة العلوم الطبية ، لها معنى محدد ومحدد جيدًا. من المهم بشكل خاص التعرف على هذا الأمر للأشخاص الذين تعرض أحباؤهم لسكتة دماغية. يدرك الكثير منهم جيدًا أنه على الرغم من صعوبة العلاج المستمر ، لا يتم استعادة الوظائف المفقودة لدى أحد أفراد أسرته بشكل كامل. بالإضافة إلى ذلك ، كلما مر الوقت منذ لحظة الاضطراب ، قلت احتمالية عودة الكلام والحركات والذاكرة. فكيف تحقق اختراقًا في تعافي من تحب؟ للإجابة على هذا السؤال ، تحتاج إلى معرفة "العدو في الوجه" - لفهم السبب الرئيسي.

"كل أمراض الأعصاب!"

ينسق الجهاز العصبي جميع وظائف الجسم ويمنحه القدرة على التكيف مع البيئة الخارجية. الدماغ هو رابطه المركزي. هذا هو الكمبيوتر الرئيسي لجسمنا والذي ينظم عمل الجميع ...

موضوع لمن يفضل التفكير في استعادة الخلايا العصبية.

لخلق صورة ذهنية مناسبة :)

تتجدد الخلايا العصبية

اكتشف علماء إسرائيليون مجموعة أدوات حيوية كاملة لتحل محل الأعصاب الميتة. اتضح أن الخلايا اللمفاوية التائية ، التي كانت تعتبر حتى الآن "غرباء ضارين" ، تفعل ذلك.

قبل بضع سنوات ، دحض العلماء العبارة الشهيرة "الخلايا العصبية لا تتجدد": اتضح أن جزءًا من الدماغ يعمل على تجديد الخلايا العصبية طوال الحياة. خاصة عند تحفيز نشاط الدماغ والنشاط البدني. ولكن كيف يعرف الدماغ أن الوقت قد حان لتسريع عملية التجديد ، لم يعرفه أحد بعد.

لفهم آلية تعافي الدماغ ، بدأ العلماء بفرز جميع أنواع الخلايا التي سبق العثور عليها في رؤوس الناس ، وسبب اكتشافها ظل غير واضح. واتضح أن دراسة أحد الأنواع الفرعية من الكريات البيض كانت ناجحة - ...

"الخلايا العصبية لا تتجدد" - أسطورة أم حقيقة؟

وكما قال بطل ليونيد برونيفوي ، طبيب المقاطعة: "الرأس كائن مظلم ، ولا يخضع للبحث ...". تراكم مضغوط من الخلايا العصبية يسمى الدماغ ، على الرغم من دراسته من قبل علماء الفسيولوجيا العصبية لفترة طويلة ، إلا أن العلماء لم يتمكنوا بعد من الحصول على إجابات لجميع الأسئلة المتعلقة بعمل الخلايا العصبية.

جوهر السؤال

منذ بعض الوقت ، وحتى التسعينيات من القرن الماضي ، كان يُعتقد أن عدد الخلايا العصبية في جسم الإنسان له قيمة ثابتة وأنه من المستحيل استعادة الخلايا العصبية التالفة في المخ إذا فقدت. هذا البيان صحيح جزئيًا: أثناء نمو الجنين ، تضع الطبيعة احتياطيًا هائلاً من الخلايا.

حتى قبل الولادة ، يفقد الطفل حديث الولادة ما يقرب من 70٪ من الخلايا العصبية المتكونة نتيجة موت الخلايا المبرمج - موت الخلايا المبرمج. يستمر موت الخلايا العصبية طوال الحياة.

ابتداء من سن الثلاثين وهذه العملية ...

تتجدد الخلايا العصبية في دماغ الإنسان

حتى الآن ، كان معروفًا أن الخلايا العصبية تتجدد فقط في الحيوانات. ومع ذلك ، اكتشف العلماء مؤخرًا أنه في الجزء المسؤول عن الرائحة من الدماغ البشري ، تتكون الخلايا العصبية الناضجة من الخلايا السلفية. في يوم من الأيام سيكونون قادرين على المساعدة في "إصلاح" الدماغ المصاب.

كل يوم ، ينمو الجلد بمقدار 0.002 ملم. تؤدي خلايا الدم الجديدة بالفعل بعد أيام قليلة من إطلاق إنتاجها في نخاع العظام وظائفها الرئيسية. مع الخلايا العصبية ، كل شيء أكثر إشكالية. نعم، النهايات العصبيةيتم ترميمها في الذراعين والساقين وفي سمك الجلد. لكن في الجهاز العصبي المركزي - في الدماغ والحبل الشوكي - لا يحدث هذا. لذلك ، لن يتمكن الشخص المصاب بحبل شوكي التالف من الجري. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تدمير الأنسجة العصبية بشكل نهائي نتيجة السكتة الدماغية.

ومع ذلك ، ظهرت مؤخرًا مؤشرات جديدة على أن الدماغ البشري قادر أيضًا على إنتاج ...

لسنوات عديدة ، اعتقد الناس أن الخلايا العصبية غير قادرة على التجدد ، مما يعني أنه من المستحيل علاج العديد من الأمراض المرتبطة بتلفها. الآن وجد العلماء طرقًا لاستعادة خلايا المخ لإطالة عمر المريض بالكامل ، حيث سيتذكر الكثير من التفاصيل.

هناك العديد من الشروط لاستعادة خلايا الدماغ ، إذا لم يكن المرض قد تجاوز الحد ، ولم يكن هناك فقدان كامل للذاكرة. يجب أن يتلقى الجسم كمية كافية من الفيتامينات التي تساعد في الحفاظ على القدرة على التركيز على مشكلة ما ، وتذكر الأشياء الضرورية. للقيام بذلك ، تحتاج إلى تناول الأطعمة التي تحتوي عليها ، وهي الأسماك والموز والمكسرات واللحوم الحمراء. يعتقد الخبراء أن عدد الوجبات يجب ألا يزيد عن ثلاث وجبات ، وتحتاج إلى تناول الطعام حتى يظهر الشبع ، فهذا سيساعد خلايا الدماغ على النمو. المواد الضرورية. التغذية ذات أهمية كبيرة للوقاية من الأمراض العصبية ، يجب ألا تنجرف ...

إن التعبير المجنح "الخلايا العصبية لا تتعافى" يعتبره الجميع منذ الطفولة حقيقة لا جدال فيها. ومع ذلك ، فإن هذه البديهية ليست أكثر من خرافة ، والبيانات العلمية الجديدة تدحضها.

تمثيل تخطيطي لخلية عصبية أو خلية عصبية تتكون من جسم به نواة ومحور عصبي وعدة تشعبات.

تختلف الخلايا العصبية عن بعضها البعض في الحجم ، وتفرع التشعبات ، وطول المحاور.

يشمل مفهوم "الدبقية" جميع خلايا النسيج العصبي التي ليست عصبونات.

الخلايا العصبية مبرمجة وراثيا للهجرة إلى جزء أو جزء آخر من الجهاز العصبي ، حيث تقوم بمساعدة العمليات بإنشاء روابط مع الخلايا العصبية الأخرى.

يتم تدمير الخلايا العصبية الميتة عن طريق الضامة التي تدخل الجهاز العصبي من الدم.

مراحل التعليم الانبوب العصبيفي الجنين البشري.

‹ ›

تضع الطبيعة في الدماغ النامي هامش أمان عاليًا جدًا: أثناء التطور الجنيني ، يتم تكوين فائض كبير من الخلايا العصبية. ما يقرب من 70٪ منهم ...

عقار البانتوكالسين هو دواء يؤثر بنشاط على عملية التمثيل الغذائي في الدماغ ، ويحميه من الآثار الضارة ، وقبل كل شيء ، من نقص الأكسجين ، له تأثير مثبط وفي نفس الوقت منشط بشكل طفيف على الجهاز العصبي المركزي (CNS).

كيف يعمل البانتوكالسين على الجهاز العصبي المركزي

Pantocalcin هو عقار منشط الذهن ، يرتبط عمله الرئيسي بالوظائف المعرفية (الإدراكية) للدماغ ، ويتوفر الدواء في أقراص من 250 و 500 مجم.

المكون النشط الرئيسي للبانتوكالسين هو حمض الهوبانتينيك ، والذي يشبه في تركيبته الكيميائية وخصائصه حمض جاما أمينوبوتيريك (GABA) - مادة نشطة بيولوجيًا يمكنها تعزيز الكل عمليات التمثيل الغذائيفي الدماغ.

عندما يؤخذ عن طريق الفم ، يتم امتصاص البانتوكالسين بسرعة في الجهاز الهضمي ، ويتم توزيعه عبر الأنسجة ويدخل إلى الدماغ ، حيث يخترق ...

الجهاز العصبي هو الجزء الأكثر تعقيدًا في جسم الإنسان. وهي تضم حوالي 85 مليار خلية عصبية ودبقية. حتى الآن ، تمكن العلماء من دراسة 5٪ فقط من الخلايا العصبية. 95٪ المتبقية لا تزال لغزا ، لذلك يتم إجراء العديد من الدراسات على هذه المكونات من الدماغ البشري.

فكر في كيفية عمل الدماغ البشري ، أي هيكله الخلوي.

يتكون هيكل الخلية العصبية من 3 مكونات رئيسية:

1. جسم الخلية

هذا الجزء من الخلية العصبية هو الجزء الرئيسي ، والذي يتضمن السيتوبلازم والنوى ، والتي تكوِّن معًا بروتوبلازمًا ، على سطحه يتشكل غشاء حدود ، يتكون من طبقتين من الدهون. على سطح الغشاء توجد بروتينات تمثل شكل الكريات.

تتكون الخلايا العصبية في القشرة من أجسام تحتوي على نواة ، بالإضافة إلى عدد من العضيات ، بما في ذلك منطقة نثرية خشنة الشكل تتطور بشكل مكثف وفعّال وتحتوي على ريبوسومات نشطة.

2. التشعبات والمحور

يبدو أن المحور العصبي عملية طويلة تتكيف بشكل فعال مع العمليات المثيرة من جسم الإنسان.

التشعبات لها بنية تشريحية مختلفة تمامًا. الفرق الرئيسي بينهما عن المحور العصبي هو أن طولهما أقصر بكثير ، كما أنهما يتميزان بوجود عمليات متطورة بشكل غير طبيعي تؤدي وظائف الموقع الرئيسي. في هذا المجال ، تبدأ المشابك المثبطة في الظهور ، والتي من خلالها توجد القدرة على التأثير بشكل مباشر على العصبون نفسه.

يتكون جزء كبير من الخلايا العصبية إلى حد أكبر من التشعبات ، بينما لا يوجد سوى محور عصبي واحد. تحتوي إحدى الخلايا العصبية على العديد من الروابط مع الخلايا الأخرى. في بعض الحالات ، يتجاوز عدد هذه الروابط 25000.

المشبك هو مكان تتشكل فيه عملية الاتصال بين خليتين. الوظيفة الرئيسية هي نقل النبضات بين الخلايا المختلفة ، بينما قد يختلف تردد الإشارة حسب سرعة وأنواع إرسال هذه الإشارة.

كقاعدة عامة ، من أجل بدء عملية الإثارة لخلية عصبية ، يمكن أن تعمل العديد من المشابك العصبية كمحفزات.

ما هو الدماغ البشري الثلاثي

في عام 1962 ، حدد عالم الأعصاب بول ماكلين ثلاثة أدمغة بشرية ، وهي:

1. زاحف

هذا النوع من الزواحف من دماغ الإنسان موجود منذ أكثر من 100 مليون سنة. لها تأثير كبير على الصفات السلوكية للشخص. وتتمثل مهمتها الرئيسية في إدارة السلوك الأساسي ، والذي يتضمن وظائف مثل:

• التكاثر على أساس الغرائز البشرية
• عدوان
• الرغبة في السيطرة على كل شيء
• اتبع أنماطًا معينة
• التقليد والخداع
• قاتل من أجل التأثير على الآخرين

أيضًا ، يتميز دماغ الزواحف البشرية بسمات مثل رباطة الجأش فيما يتعلق بالآخرين ، ونقص التعاطف ، واللامبالاة الكاملة لعواقب أفعال الفرد فيما يتعلق بالآخرين. أيضًا ، هذا النوع غير قادر على التعرف على تهديد وهمي بخطر حقيقي. نتيجة لذلك ، في بعض المواقف ، يُخضع عقل وجسد الشخص تمامًا.

1. العاطفي (الجهاز الحوفي)

يبدو أنه دماغ حيوان ثديي يبلغ عمره حوالي 50 مليون سنة.

مسؤول عن الميزات الوظيفية للفرد مثل:

• البقاء والحفاظ على الذات والدفاع عن النفس
• يحكم السلوك الاجتماعي ، بما في ذلك الأبوة والأمومة
• يشارك في تنظيم وظائف الأعضاء ، والرائحة ، والسلوك الغريزي ، والذاكرة ، والنوم واليقظة ، وعدد آخر

هذا الدماغ مطابق تمامًا لدماغ الحيوانات.

1. مرئي

إنه الدماغ الذي يؤدي وظائف تفكيرنا. بمعنى آخر ، إنه العقل العقلاني. إنه أصغر هيكل ، لا يتجاوز عمره 3 ملايين سنة.

يبدو أنه ما نسميه العقل ، والذي يتضمن قدرات مثل ؛

• يتأمل
• رسم الاستدلالات
• القدرة على التحليل

يتميز بوجود التفكير المكاني ، حيث تظهر الصور المرئية المميزة.

تصنيف الخلايا العصبية

حتى الآن ، تم تمييز عدد من تصنيفات الخلايا العصبية. يتميز أحد التصنيفات الأكثر شيوعًا للخلايا العصبية بعدد العمليات ومكان توطينها ، وهي:

1. متعدد الأقطاب. تتميز هذه الخلايا بتراكم كبير في الجهاز العصبي المركزي. يقدمون مع محور عصبي واحد والعديد من التشعبات.
2. ثنائي القطب. وهي تتميز بمحور واحد وتغصن واحد وتقع في شبكية العين والأنسجة الشمية وكذلك في مراكز السمع والدهليز.

أيضًا ، اعتمادًا على الوظائف التي يتم إجراؤها ، يتم تقسيم الخلايا العصبية إلى 3 مجموعات كبيرة:

1. وارد

مسؤول عن عملية نقل الإشارات من المستقبلات إلى الجهاز العصبي المركزي. تختلف على النحو التالي:

• أساسي. توجد النوى الأولية في نوى العمود الفقري ، والتي ترتبط بالمستقبلات.
• ثانوي. تقع في الدرنات البصرية وتؤدي وظائف إرسال الإشارات إلى الأقسام التي تعلوها. لا يرتبط هذا النوع من الخلايا بالمستقبلات ، ولكنه يستقبل إشارات من الخلايا العصبية.

2. Efferent أو المحرك

يشكل هذا النوع انتقال الدافع إلى مراكز وأعضاء أخرى في جسم الإنسان. على سبيل المثال ، الخلايا العصبية في المنطقة الحركية هرمية ، والتي تنقل إشارة إلى الخلايا العصبية الحركية في الحبل الشوكي. السمة الرئيسية للخلايا العصبية المؤثرة الحركية هي وجود محور عصبي بطول كبير ، وله معدل نقل عالٍ لإشارة الإثارة.

خلايا عصبية من مختلف الأقسام القشرة الدماغيةربط هذه الأقسام. توفر هذه الوصلات العصبية في الدماغ علاقات داخل وبين نصفي الكرة الأرضية ، وبالتالي ، فهي مسؤولة عن عمل الدماغ في عملية التعلم ، والتعرف على الأشياء ، والتعب ، وما إلى ذلك.

3. الإدراج أو النقابي

ينفذ هذا النوع التفاعل بين الخلايا العصبية ، ويعالج أيضًا البيانات التي تم نقلها من الخلايا الحساسة ثم ينقلها إلى الخلايا العصبية الحركية الأخرى. تبدو هذه الخلايا أصغر من الخلايا الواردة والصادرة. يتم تمثيل المحاور بمدى صغير ، لكن شبكة التشعبات واسعة جدًا.

خلص الخبراء إلى أن الخلايا العصبية المباشرة الموجودة في الدماغ هي الخلايا العصبية الترابطية للدماغ ، والباقي ينظم نشاط الدماغ خارج نفسه.

هل تتعافى الخلايا العصبية

يولي العلم الحديث اهتمامًا كافيًا لعمليات الموت واستعادة الخلايا العصبية. جسم الإنسان بأكمله لديه القدرة على التعافي ، ولكن هل الخلايا العصبية في الدماغ لديها مثل هذه الفرصة؟

حتى في عملية الحمل ، يتم ضبط الجسم على موت الخلايا العصبية.

يزعم عدد من العلماء أن عدد الخلايا الممسوحة يبلغ حوالي 1٪ سنويًا. بناءً على هذا البيان ، اتضح أن الدماغ كان سيصبح منهكًا بالفعل حتى فقد القدرة على أداء الأشياء الأولية. ومع ذلك ، لا تحدث هذه العملية ، ويستمر الدماغ في العمل حتى وفاته.

كل نسيج من الجسم يستعيد نفسه بشكل مستقل عن طريق تقسيم الخلايا "الحية". ومع ذلك ، بعد عدد من الدراسات على الخلية العصبية ، وجد الناس أن الخلية لا تنقسم. يقال إن خلايا الدماغ الجديدة تتشكل نتيجة لتكوين الخلايا العصبية ، والتي تبدأ في فترة ما قبل الولادة وتستمر طوال الحياة.

تخليق الخلايا العصبية هو تخليق خلايا عصبية جديدة من الخلايا الجذعية ، والتي تتمايز فيما بعد وتتشكل إلى خلايا عصبية ناضجة.

تم وصف هذه العملية لأول مرة في عام 1960 ، ولكن في ذلك الوقت لم يكن هناك أي دعم لهذه العملية.

أكدت الأبحاث الإضافية أن تكوين الخلايا العصبية يمكن أن يحدث في مناطق معينة من الدماغ. إحدى هذه المناطق هي المساحة المحيطة بالبطينين الدماغيين. الموقع الثاني يشمل الحُصين ، والذي يقع مباشرة بالقرب من البطينين. يؤدي الحصين وظائف ذاكرتنا وتفكيرنا وعواطفنا.

نتيجة لذلك ، تتشكل القدرة على الحفظ والتفكير في عملية الحياة تحت تأثير عوامل مختلفة. كما يمكن ملاحظته مما سبق ، فإن دماغنا ، على الرغم من التعرف على 5٪ فقط من بنياته ، لا يزال يسلط الضوء على عدد من الحقائق التي تؤكد قدرة الخلايا العصبية على التعافي.

خاتمة

لا تنس أنه من أجل الأداء الكامل للخلايا العصبية ، يجب أن تعرف كيفية تحسين الاتصالات العصبية للدماغ. يلاحظ العديد من الخبراء أن الضمان الرئيسي للخلايا العصبية السليمة هو أكل صحيونمط الحياة ، وعندها فقط يمكن استخدام دعم دوائي إضافي.

قم بتنظيم نومك ، وتوقف عن تناول الكحوليات والتدخين ، وفي النهاية ستشكرك خلاياك العصبية.

يمتلك الدماغ البشري ميزة واحدة مذهلة: إنه قادر على إنتاج خلايا جديدة. هناك رأي مفاده أن إمداد خلايا الدماغ غير محدود ، لكن هذا البيان بعيد كل البعد عن الحقيقة. وبطبيعة الحال ، فإن إنتاجها المكثف يقع في الفترات المبكرة لتطور الكائن الحي ، مع تقدم العمر تتباطأ هذه العملية ، لكنها لا تتوقف. لكن هذا ، للأسف ، لا يعوض سوى جزء ضئيل من الخلايا التي قتلها شخص دون وعي نتيجة لعادات غير مؤذية للوهلة الأولى.

1. الحرمان من النوم

لم يتمكن العلماء بعد من دحض نظريتهم نوما هنيئا، والتي تصر على 7-9 ساعات من النوم. هذه هي مدة العملية الليلية التي تسمح للدماغ بأداء عمله بشكل كامل والانتقال خلال جميع مراحل "النعاس". خلافًا لذلك ، كما يتضح من الدراسات التي أجريت على القوارض ، تموت 25٪ من خلايا الدماغ المسؤولة عن الاستجابة الفسيولوجية للقلق والتوتر. يعتقد العلماء أن آلية مماثلة لموت الخلايا نتيجة قلة النوم تعمل أيضًا في البشر ، لكن هذه لا تزال مجرد افتراضات ، والتي ، في رأيهم ، يمكن اختبارها في المستقبل القريب.

2. التدخين

أمراض القلب والسكتة الدماغية والتهاب الشعب الهوائية المزمن وانتفاخ الرئة والسرطان ليست كذلك قائمة كاملةالآثار السلبية الناجمة عن إدمان السجائر. لم تترك دراسة أجراها المعهد الفرنسي للصحة والبحوث الطبية عام 2002 أي شك في أن التدخين يقتل خلايا المخ. وعلى الرغم من إجراء التجارب حتى الآن على الفئران ، إلا أن العلماء واثقون تمامًا من أن هذه العادة السيئة تؤثر على خلايا الدماغ البشري بنفس الطريقة. تم تأكيد ذلك من خلال دراسة قام بها علماء هنود ، ونتيجة لذلك تمكن الباحثون من العثور على مركب خطير على جسم الإنسان ، يسمى كيتون النيكوتين المشتق من النيكوتين ، في السجائر. يعمل HNK على تسريع تفاعلات خلايا الدم البيضاء في الدماغ ، مما يجعلها تهاجم خلايا الدماغ السليمة.

3. الجفاف

ليس سرا أن في جسم الانسانيحتوي على الكثير من الماء ، والدماغ ليس استثناء. إن تجديده المستمر ضروري للجسم ككل وللدماغ على وجه الخصوص. خلاف ذلك ، يتم تنشيط العمليات التي تعطل عمل أنظمة بأكملها وتقتل خلايا الدماغ. كقاعدة عامة ، يحدث هذا غالبًا بعد شرب الكحول ، مما يثبط عمل هرمون فاسوبريسين ، المسؤول عن الاحتفاظ بالمياه في الجسم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يحدث الجفاف بسبب التعرض الطويل لدرجات حرارة عالية (على سبيل المثال ، التعرض لأشعة الشمس المفتوحة أو في غرفة خانقة). لكن النتيجة ، كما في حالة المشروبات القوية ، يمكن أن تكون نتيجة سيئة- تدمير خلايا المخ. وهذا يؤدي إلى حدوث خلل في الجهاز العصبي ويؤثر على القدرات الفكرية للشخص.

4. الإجهاد

يعتبر الإجهاد رد فعل مفيد للجسم إلى حد ما ، والذي يتم تنشيطه نتيجة لظهور أي تهديد محتمل. المدافعون الرئيسيون هم هرمونات الغدة الكظرية (الكورتيزول والأدرينالين والنورإبينفرين) ، التي تضع الجسم في حالة تأهب قصوى وبالتالي تضمن سلامته. لكن الكميات الزائدة من هذه الهرمونات (على سبيل المثال ، في حالة الإجهاد المزمن) ، وخاصة الكورتيزول ، يمكن أن تسبب موت خلايا المخ وتطور أمراض رهيبة بسبب ضعف المناعة. يمكن أن يؤدي تدمير خلايا الدماغ إلى الإصابة بأمراض عقلية (انفصام الشخصية) ، ويصاحب ضعف جهاز المناعة ، كقاعدة عامة ، تطور أمراض خطيرة ، وأكثرها شيوعًا هي أمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان والسكري.

5. المخدرات

الأدوية عبارة عن مواد كيميائية محددة تدمر خلايا الدماغ وتعطل أنظمة الاتصال فيها. نتيجة العمل المواد المخدرةيتم تنشيط المستقبلات ، مما يتسبب في إنتاج إشارات غير طبيعية تسبب مظاهر مهلوسة. تحدث هذه العملية بسبب زيادة قوية في مستوى هرمونات معينة ، مما يؤثر على الجسم بطريقتين. من ناحية ، فإن كمية كبيرة من الدوبامين ، على سبيل المثال ، تساهم في تأثير النشوة ، ولكن من ناحية أخرى ، فإنها تلحق الضرر بالخلايا العصبية المسؤولة عن تنظيم الحالة المزاجية. وكلما زاد تلف هذه الخلايا العصبية ، زادت صعوبة تحقيق حالة "النعيم". وبالتالي ، يحتاج الجسم إلى جرعة متزايدة من المواد المخدرة ، مع زيادة الاعتماد عليها.

أنسجة عصبية- العنصر الهيكلي الرئيسي للجهاز العصبي. في تكوين النسيج العصبييشمل خلايا عصبية عالية التخصص - الخلايا العصبية، و الخلايا العصبيةأداء وظائف الدعم والإفراز والحماية.

عصبونهي الوحدة الهيكلية والوظيفية الأساسية للنسيج العصبي. هذه الخلايا قادرة على تلقي المعلومات ومعالجتها وترميزها ونقلها وتخزينها وإنشاء اتصالات مع الخلايا الأخرى. السمات الفريدة للخلايا العصبية هي القدرة على توليد تصريفات كهربائية حيوية (نبضات) ونقل المعلومات على طول العمليات من خلية إلى أخرى باستخدام نهايات متخصصة -.

يتم تسهيل أداء وظائف الخلايا العصبية من خلال التوليف في محوره من نواقل المواد - الناقلات العصبية: أستيل كولين ، كاتيكولامينات ، إلخ.

يقترب عدد الخلايا العصبية في الدماغ من 10 11. يمكن أن تحتوي إحدى الخلايا العصبية على ما يصل إلى 10000 نقطة تشابك عصبي. إذا كانت هذه العناصر تعتبر خلايا تخزين المعلومات ، فيمكننا أن نستنتج أن الجهاز العصبي يمكنه تخزين 10 19 وحدة. المعلومات ، أي قادرة على احتواء كل المعارف التي تراكمت لدى البشرية تقريبًا. لذلك ، فإن فكرة أن الدماغ البشري يتذكر كل ما يحدث في الجسم وعندما يتواصل مع البيئة هي فكرة معقولة تمامًا. ومع ذلك ، لا يمكن للدماغ أن يستخرج من جميع المعلومات المخزنة فيه.

أنواع معينة من التنظيم العصبي هي سمة من سمات تراكيب الدماغ المختلفة. الخلايا العصبية التي تنظم وظيفة واحدة تشكل ما يسمى المجموعات ، المجموعات ، الأعمدة ، النوى.

تختلف الخلايا العصبية في التركيب والوظيفة.

حسب الهيكل(اعتمادًا على عدد العمليات الممتدة من جسم الخلية) تميز أحادي القطب(مع عملية واحدة) ، ثنائي القطب (مع عمليتين) و متعدد الأقطاب(مع العديد من العمليات) الخلايا العصبية.

حسب الخصائص الوظيفيةتخصيص وارد(أو دائري) الخلايا العصبية التي تحمل الإثارة من المستقبلات في ، صادر, محرك, الخلايا العصبية الحركية(أو الطرد المركزي) ، ونقل الإثارة من الجهاز العصبي المركزي إلى العضو المعصب ، و مقحم, اتصالأو متوسطالخلايا العصبية التي تربط الخلايا العصبية الواردة والصادرة.

الخلايا العصبية واردة هي أحادية القطب ، أجسامها تقع في العقد الشوكية. تنقسم العملية الممتدة من جسم الخلية في شكل T إلى فرعين ، يذهب أحدهما إلى الجهاز العصبي المركزي ويؤدي وظيفة محور عصبي ، والآخر يقترب من المستقبلات وهو تغصن طويل.

تكون معظم الخلايا العصبية المؤثرة والداخلية متعددة الأقطاب (الشكل 1). interneurons متعدد الأقطاب في بأعداد كبيرةتوجد في القرون الخلفية للنخاع الشوكي ، وتوجد أيضًا في جميع الأجزاء الأخرى من الجهاز العصبي المركزي. يمكن أن تكون أيضًا ثنائية القطب ، مثل الخلايا العصبية في شبكية العين التي لها تغصن متفرع قصير ومحور عصبي طويل. توجد الخلايا العصبية الحركية بشكل رئيسي في القرون الأمامية للحبل الشوكي.

أرز. 1. هيكل الخلية العصبية:

1 - الأنابيب الدقيقة 2 - عملية طويلة لخلية عصبية (محور عصبي) ؛ 3 - الشبكة الإندوبلازمية. 4 - جوهر 5 - البلازما العصبية. 6 - التشعبات 7 - الميتوكوندريا ؛ 8 - نواة. 9 - غمد المايلين. 10 - اعتراض رانفييه ؛ 11 - نهاية المحور العصبي

عصبية

عصبية، أو الدبقية، - مجموعة من العناصر الخلوية للنسيج العصبي ، تتكون من خلايا متخصصة مختلفة الأشكال.

تم اكتشافه بواسطة R. Virchow وأطلق عليه اسم neuroglia ، وهو ما يعني "الغراء العصبي". تملأ الخلايا العصبية الفراغ بين الخلايا العصبية ، وتمثل 40٪ من حجم الدماغ. الخلايا الدبقية هي 3-4 مرات أصغر من الخلايا العصبية. يصل عددها في الجهاز العصبي المركزي للثدييات إلى 140 مليارًا ، ومع تقدم العمر ينخفض ​​عدد الخلايا العصبية في دماغ الإنسان ويزداد عدد الخلايا الدبقية.

لقد ثبت أن الداء العصبي مرتبط بعملية التمثيل الغذائي في الأنسجة العصبية. تفرز بعض خلايا الخلايا العصبية مواد تؤثر على حالة استثارة الخلايا العصبية. وقد لوحظ أن لمختلف الحالات العقليةيتغير إفراز هذه الخلايا. ترتبط عمليات التتبع على المدى الطويل في الجهاز العصبي المركزي بالحالة الوظيفية للأوعية العصبية.

أنواع الخلايا الدبقية

وفقًا لطبيعة بنية الخلايا الدبقية وموقعها في الجهاز العصبي المركزي ، فإنها تميز:

• الخلايا النجمية (أستروجليا) ؛
• oligodendrocytes (oligodendroglia) ؛
• الخلايا الدبقية الصغيرة (الخلايا الدبقية الصغيرة) ؛
• خلايا شوان.

تؤدي الخلايا الدبقية وظائف الدعم والحماية للخلايا العصبية. تم تضمينها في الهيكل. نجميةهي الخلايا الدبقية الأكثر عددًا ، وتملأ الفراغات بين الخلايا العصبية والغطاء. إنها تمنع انتشار النواقل العصبية من الشق المشبكي إلى الجهاز العصبي المركزي. تحتوي الخلايا النجمية على مستقبلات للناقلات العصبية ، والتي يمكن أن يؤدي تنشيطها إلى تقلبات في فرق جهد الغشاء وتغيرات في استقلاب الخلايا النجمية.

الخلايا النجمية تحيط بالشعيرات الدموية بإحكام الأوعية الدمويةيقع بينها وبين الخلايا العصبية. على هذا الأساس ، يُقترح أن تلعب الخلايا النجمية دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي للخلايا العصبية ، من خلال تنظيم نفاذية الشعيرات الدموية لبعض المواد.

تتمثل إحدى الوظائف المهمة للخلايا النجمية في قدرتها على امتصاص أيونات K + الزائدة ، والتي يمكن أن تتراكم في الفضاء بين الخلايا أثناء النشاط العصبي المرتفع. تتشكل قنوات الوصلات الفراغية في مناطق الالتصاق الوثيق بالخلايا النجمية ، والتي يمكن للخلايا النجمية من خلالها تبادل الأيونات الصغيرة المختلفة ، ولا سيما أيونات K +. وهذا يزيد من قدرتها على امتصاص أيونات K +. التراكم غير المنضبط لأيونات K + في الفضاء الداخلي العصبي من شأنه أن يؤدي إلى زيادة استثارة الخلايا العصبية. وهكذا ، فإن الخلايا النجمية ، التي تمتص فائضًا من أيونات K + من السائل الخلالي ، تمنع زيادة استثارة الخلايا العصبية وتشكيل بؤر لزيادة نشاط الخلايا العصبية. قد يكون ظهور مثل هذه البؤر في الدماغ البشري مصحوبًا بحقيقة أن الخلايا العصبية تولد سلسلة من النبضات العصبية ، والتي تسمى التفريغ المتشنج.

تشارك الخلايا النجمية في إزالة وتدمير النواقل العصبية التي تدخل مساحات خارج المشبكية. وبالتالي ، فهي تمنع تراكم النواقل العصبية في الفراغات العصبية الداخلية ، مما قد يؤدي إلى اختلال وظيفي في الدماغ.

يتم فصل الخلايا العصبية والخلايا النجمية عن طريق فجوات بين الخلايا تتراوح من 15 إلى 20 ميكرومتر ، تسمى الفراغ الخلالي. تشغل المساحات الخلالية ما يصل إلى 12-14٪ من حجم الدماغ. من الخصائص المهمة للخلايا النجمية قدرتها على امتصاص ثاني أكسيد الكربون من السائل خارج الخلية لهذه الفراغات ، وبالتالي الحفاظ على استقرارها. درجة الحموضة في الدماغ.

تشارك الخلايا النجمية في تكوين واجهات بين الأنسجة العصبية وأوعية الدماغ والأنسجة العصبية وأغشية الدماغ في عملية نمو وتطور الأنسجة العصبية.

قليلة التغصنتتميز بوجود عدد قليل من العمليات القصيرة. واحدة من وظائفهم الرئيسية هي تشكيل غمد المايلين من الألياف العصبية داخل الجهاز العصبي المركزي. تقع هذه الخلايا أيضًا على مقربة من أجسام الخلايا العصبية ، ولكن القيمة الوظيفيةهذه الحقيقة غير معروفة.

الخلايا الدبقية الصغيرةتشكل 5-20٪ من العدد الإجمالي للخلايا الدبقية وتنتشر في جميع أنحاء الجهاز العصبي المركزي. لقد ثبت أن المستضدات الموجودة على سطحها متطابقة مع مستضدات حيدات الدم. يشير هذا إلى أصلها من الأديم المتوسط ​​، واختراق الأنسجة العصبية أثناء التطور الجنيني والتحول اللاحق إلى خلايا دبقية صغيرة يمكن التعرف عليها شكليًا. في هذا الصدد ، من المقبول عمومًا أن أهم وظيفة للخلايا الدبقية الصغيرة هي حماية الدماغ. لقد ثبت أنه عندما يتضرر النسيج العصبي ، يزداد عدد الخلايا البلعمية بسبب الضامة الدموية وتفعيل الخصائص البلعمية للخلايا الدبقية الصغيرة. يزيلون الخلايا العصبية الميتة والخلايا الدبقية وعناصرها الهيكلية ، بلعمة الجسيمات الأجنبية.

خلايا شوانتشكل غمد المايلين من ألياف الأعصاب الطرفية خارج الجهاز العصبي المركزي. يلتف غشاء هذه الخلية بشكل متكرر ، ويمكن أن يتجاوز سمك غمد المايلين الناتج القطر الألياف العصبية. يبلغ طول المقاطع النخاعية من الألياف العصبية 1-3 ملم. في الفترات الفاصلة بينهما (اعتراضات رانفير) ، تظل الألياف العصبية مغطاة فقط بغشاء سطحي له استثارة.

من أهم خصائص المايلين مقاومته العالية للتيار الكهربائي. ويرجع ذلك إلى المحتوى العالي من السفينجوميلين والفوسفوليبيدات الأخرى في المايلين ، مما يمنحه خصائص العزل الحالية. في مناطق الألياف العصبية المغطاة بالمايلين ، تكون عملية توليد النبضات العصبية مستحيلة. تتولد النبضات العصبية فقط عند غشاء اعتراض رانفييه ، والذي يوفر سرعة أعلى لتوصيل النبضات العصبية في الألياف العصبية النخاعية مقارنة بالألياف غير المبطنة.

من المعروف أن بنية المايلين يمكن أن تتعطل بسهولة في الأضرار المعدية ، الإقفارية ، المؤلمة ، السامة التي تلحق بالجهاز العصبي. في الوقت نفسه ، تتطور عملية إزالة الميالين من الألياف العصبية. غالبًا ما تتطور إزالة الميالين في مرض التصلب المتعدد. نتيجة لإزالة الميالين ، ينخفض ​​معدل توصيل النبضات العصبية على طول الألياف العصبية ، ومعدل إيصال المعلومات إلى الدماغ من المستقبلات ومن الخلايا العصبية إلى الهيئات التنفيذيةالسقوط. يمكن أن يؤدي هذا إلى ضعف الحساسية الحسية واضطرابات الحركة وتنظيم الأعضاء الداخلية وعواقب وخيمة أخرى.

هيكل ووظائف الخلايا العصبية

عصبون(الخلية العصبية) هي وحدة هيكلية ووظيفية.

تضمن البنية التشريحية للخلايا العصبية وخصائصها تنفيذها وظائف رئيسيه: تنفيذ عملية التمثيل الغذائي ، والحصول على الطاقة ، وإدراك الإشارات المختلفة ومعالجتها ، وتشكيلها أو مشاركتها في الاستجابات ، وتوليد وتوصيل النبضات العصبية ، والجمع بين الخلايا العصبية في الدوائر العصبية التي توفر أبسط ردود الفعل الانعكاسية والوظائف التكاملية العليا للدماغ.

تتكون الخلايا العصبية من جسم من خلية عصبية وعمليات - محور عصبي وتغصنات.

أرز. 2. هيكل الخلية العصبية

جسم الخلية العصبية

الجسم (pericaryon ، سوما)يتم تغطية الخلايا العصبية وعملياتها من خلال غشاء عصبي. يختلف غشاء جسم الخلية عن غشاء المحور العصبي والتشعبات بمحتوى المستقبلات المختلفة ، الوجود عليها.

في جسم الخلية العصبية ، يوجد بلازما عصبية ونواة تحددها الأغشية ، وشبكة إندوبلازمية خشنة وناعمة ، وجهاز جولجي ، والميتوكوندريا. تحتوي كروموسومات نواة الخلايا العصبية على مجموعة من الجينات التي تشفر تخليق البروتينات اللازمة لتشكيل بنية وتنفيذ وظائف جسم الخلايا العصبية وعملياتها ونقاط الاشتباك العصبي. هذه هي البروتينات التي تؤدي وظائف الإنزيمات ، والناقلات ، والقنوات الأيونية ، والمستقبلات ، وما إلى ذلك. تؤدي بعض البروتينات وظائف أثناء وجودها في البلازما العصبية ، بينما يتم تضمين البعض الآخر في أغشية العضيات ، والسوما ، وعمليات الخلايا العصبية. بعضها ، على سبيل المثال ، الإنزيمات اللازمة لتخليق النواقل العصبية ، يتم تسليمها إلى المحطة المحورية عن طريق النقل المحوري. في جسم الخلية ، يتم تصنيع الببتيدات الضرورية للنشاط الحيوي للمحاور والتشعبات (على سبيل المثال ، عوامل النمو). لذلك ، عندما يتلف جسم الخلية العصبية ، تتدهور عملياتها وتنهار. إذا تم الحفاظ على جسم الخلية العصبية ، وتضررت العملية ، عندئذٍ يحدث التعافي البطيء (التجديد) واستعادة تعصيب العضلات أو الأعضاء المعزولة.

موقع تخليق البروتين في أجسام الخلايا العصبية هو الشبكة الإندوبلازمية الخشنة (حبيبات tigroid أو أجسام Nissl) أو الريبوسومات الحرة. محتواها في الخلايا العصبية أعلى منه في الخلايا الدبقية أو خلايا الجسم الأخرى. في الشبكة الإندوبلازمية الملساء وجهاز جولجي ، تكتسب البروتينات شكلها المكاني المميز ، ويتم فرزها وإرسالها لنقل التدفقات إلى هياكل جسم الخلية أو التشعبات أو المحوار.

في العديد من الميتوكوندريا للخلايا العصبية ، نتيجة لعمليات الفسفرة المؤكسدة ، يتم تكوين ATP ، حيث تُستخدم طاقته للحفاظ على النشاط الحيوي للخلايا العصبية ، وتشغيل مضخات الأيونات ، وللحفاظ على عدم تناسق تركيزات الأيونات على كلا الجانبين من الغشاء. وبالتالي ، فإن العصبون في حالة استعداد دائم ليس فقط لإدراك الإشارات المختلفة ، ولكن أيضًا للاستجابة لها - توليد النبضات العصبية واستخدامها للتحكم في وظائف الخلايا الأخرى.

في آليات إدراك الإشارات المختلفة بواسطة الخلايا العصبية ، المستقبلات الجزيئية لغشاء جسم الخلية ، المستقبلات الحسية المتكونة من التشعبات ، الخلايا الحساسةأصل طلائي. يمكن أن تصل الإشارات من الخلايا العصبية الأخرى إلى الخلايا العصبية من خلال العديد من نقاط الاشتباك العصبي المتشكلة على التشعبات أو على هلام العصبون.

تشعبات الخلية العصبية

التشعباتتشكل الخلايا العصبية شجرة شجرية ، تعتمد طبيعة التفرع وحجمها على عدد الاتصالات المشبكية مع الخلايا العصبية الأخرى (الشكل 3). على التشعبات في الخلايا العصبية هناك الآلاف من نقاط الاشتباك العصبي التي تكونت بواسطة محاور عصبية أو تشعبات من الخلايا العصبية الأخرى.

أرز. 3. اتصالات متشابكة من interneuron. تُظهر الأسهم الموجودة على اليسار تدفق الإشارات الواردة إلى التشعبات وجسم الخلايا العصبية الداخلية ، على اليمين - اتجاه انتشار الإشارات الصادرة من الخلايا العصبية الداخلية إلى الخلايا العصبية الأخرى

يمكن أن تكون المشابك العصبية غير متجانسة في كل من الوظيفة (مثبطة ، مثيرة) وفي نوع الناقل العصبي المستخدم. الغشاء التغصني المتورط في تكوين المشابك هو غشاء ما بعد المشبكي ، والذي يحتوي على مستقبلات (قنوات الأيونات المعتمدة على الترابط) للناقل العصبي المستخدم في هذا المشبك.

تقع المشابك المثيرة (الجلوتاماتيكية) بشكل رئيسي على سطح التشعبات ، حيث توجد ارتفاعات ، أو نواتج (1-2 ميكرون) ، تسمى أشواك.توجد قنوات في غشاء العمود الفقري ، تعتمد نفاذيةها على فرق جهد الغشاء. في سيتوبلازم التشعبات في منطقة العمود الفقري ، الوسطاء الثانويوننقل الإشارات داخل الخلايا ، وكذلك الريبوسومات التي يتم تصنيع البروتين عليها استجابة للإشارات المشبكية. لا يزال الدور الدقيق للأشواك غير معروف ، لكن من الواضح أنها تزيد من مساحة سطح الشجرة المتغصنة لتكوين المشبك. العمود الفقري هو أيضًا هياكل عصبية لتلقي إشارات الإدخال ومعالجتها. تضمن التشعبات والعمود الفقري نقل المعلومات من المحيط إلى جسم الخلية العصبية. يتم استقطاب الغشاء التغصني في القص بسبب التوزيع غير المتماثل للأيونات المعدنية وتشغيل المضخات الأيونية ووجود القنوات الأيونية فيه. تكمن هذه الخصائص في نقل المعلومات عبر الغشاء في شكل تيارات دائرية محلية (كهربائيًا) تحدث بين أغشية ما بعد المشبكي ومناطق الغشاء التغصني المجاور لها.

تضعف التيارات المحلية أثناء انتشارها على طول غشاء التغصنات ، لكنها تبين أنها كافية من حيث الحجم لنقل الإشارات إلى غشاء الجسم العصبي الذي وصل عبر المدخلات المشبكية إلى التشعبات. لم يتم العثور على قنوات الصوديوم والبوتاسيوم ذات الجهد الكهربائي في الغشاء التغصني. ليس لديها استثارة والقدرة على توليد إمكانات العمل. ومع ذلك ، فمن المعروف أن جهد الفعل الناشئ على غشاء تلة المحور العصبي يمكن أن ينتشر على طوله. آلية هذه الظاهرة غير معروفة.

من المفترض أن التشعبات والعمود الفقري جزء من الهياكل العصبية المشاركة في آليات الذاكرة. عدد العمود الفقري مرتفع بشكل خاص في تشعبات الخلايا العصبية في القشرة المخيخية والعقد القاعدية والقشرة الدماغية. يتم تقليل مساحة الشجرة التغصنية وعدد نقاط الاشتباك العصبي في بعض مناطق القشرة الدماغية لكبار السن.

عصبي عصبي

محور عصبي -فرع من الخلايا العصبية غير موجود في الخلايا الأخرى. على عكس التشعبات ، التي يختلف عددها بالنسبة للخلايا العصبية ، فإن المحور العصبي لجميع الخلايا العصبية هو نفسه. يمكن أن يصل طوله إلى 1.5 متر.عند نقطة خروج المحور العصبي من جسم العصبون ، هناك سماكة - كومة محور عصبي ، مغطاة بغشاء بلازما ، سرعان ما يتم تغطيتها بالمايلين. تسمى منطقة التل المحوري التي لا يغطيها المايلين المقطع الأولي. محاور العصبونات ، حتى فروعها النهائية ، مغطاة بغمد المايلين ، تقطعها اعتراضات من Ranvier - مناطق مجهرية غير مليئة بالميلين (حوالي 1 ميكرون).

يتم تغطية كامل طول المحور العصبي (الألياف النخاعية وغير المبطنة) بغشاء فوسفوليبيد ثنائي الطبقة مع جزيئات بروتينية مضمنة فيه ، والتي تؤدي وظائف نقل الأيونات ، والقنوات الأيونية ذات الجهد الكهربائي ، وما إلى ذلك. يتم توزيع البروتينات بالتساوي في الغشاء من الألياف العصبية غير المبطنة ، وتقع في غشاء الألياف العصبية النخاعية في الغالب في تقاطعات رانفييه. نظرًا لعدم وجود شبكية وريبوسومات خشنة في المحوار ، فمن الواضح أن هذه البروتينات يتم تصنيعها في جسم الخلية العصبية ويتم توصيلها إلى الغشاء المحوري من خلال النقل المحوري.

خصائص الغشاء الذي يغطي الجسم ومحور عصبون، مختلفة. يتعلق هذا الاختلاف في المقام الأول بنفاذية الغشاء للأيونات المعدنية ويرجع ذلك إلى المحتوى أنواع مختلفة. إذا كان محتوى القنوات الأيونية المعتمدة على الترابط (بما في ذلك أغشية ما بعد المشبكي) سائدًا في غشاء الجسم والتشعبات في الخلايا العصبية ، فعندئذ في الغشاء المحوري ، خاصة في منطقة عقد رانفييه ، هناك كثافة عاليةقنوات الصوديوم والبوتاسيوم ذات الجهد الكهربائي.

يحتوي غشاء الجزء الأولي من المحور العصبي على أقل قيمة استقطاب (حوالي 30 مللي فولت). في مناطق المحور العصبي الأكثر بعدًا عن جسم الخلية ، تبلغ قيمة إمكانات الغشاء حوالي 70 مللي فولت. تحدد القيمة المنخفضة لاستقطاب غشاء الجزء الأولي من المحور العصبي أنه في هذه المنطقة يكون لغشاء العصبون أكبر استثارة. هنا تنتشر إمكانات ما بعد المشبك التي نشأت على غشاء التشعبات وجسم الخلية نتيجة لتحول إشارات المعلومات التي تتلقاها الخلايا العصبية في المشابك على طول غشاء جسم العصبون بمساعدة المحلية التيارات الكهربائية الدائرية. إذا تسببت هذه التيارات في إزالة استقطاب غشاء التل المحوري إلى مستوى حرج (E k) ، فإن العصبون سوف يستجيب للإشارات القادمة من الخلايا العصبية الأخرى التي تأتي إليه عن طريق توليد جهد الفعل الخاص به (النبضات العصبية). ثم يتم نقل النبضات العصبية الناتجة على طول المحور العصبي إلى الخلايا العصبية أو العضلية أو الغدية الأخرى.

على غشاء الجزء الأولي من المحور العصبي توجد أشواك تتشكل عليها المشابك المثبطة لـ GABAergic. يمكن أن يمنع وصول الإشارات على طول هذه الخطوط من الخلايا العصبية الأخرى توليد النبضات العصبية.

تصنيف وأنواع الخلايا العصبية

يتم تصنيف الخلايا العصبية وفقًا للسمات المورفولوجية والوظيفية.

من خلال عدد العمليات ، يتم تمييز الخلايا العصبية متعددة الأقطاب وثنائية القطب وشبه أحادية القطب.

وفقًا لطبيعة الاتصالات مع الخلايا الأخرى والوظيفة التي يتم إجراؤها ، فإنهم يميزون اللمس ، المكون الإضافيو محركالخلايا العصبية. يلمستسمى الخلايا العصبية أيضًا بالخلايا العصبية الواردة ، وعملياتها جاذبة. تسمى الخلايا العصبية التي تقوم بوظيفة نقل الإشارات بين الخلايا العصبية مقحم، أو ترابطي.يشار إلى الخلايا العصبية التي تشكل محاورها نقاط الاشتباك العصبي على الخلايا المستجيبة (العضلات ، الغدية) على أنها محرك،أو صادر، محاورهم تسمى الطرد المركزي.

وارد (حسي) الخلايا العصبيةإدراك المعلومات بالمستقبلات الحسية ، وتحويلها إلى نبضات عصبية وتوصيلها إلى الدماغ والنخاع الشوكي. توجد أجسام الخلايا العصبية الحسية في العمود الفقري والقحف. هذه هي الخلايا العصبية شبه القطبية الكاذبة ، والتي ينحرف المحوار والتغصن عن جسم الخلية العصبية معًا ثم ينفصلان. يتبع التغصن المحيط بالأعضاء والأنسجة كجزء من الأعصاب الحسية أو المختلطة ، ويدخل المحور العصبي كجزء من الجذور الخلفية إلى القرون الظهرية للحبل الشوكي أو كجزء من الأعصاب الدماغية- في الدماغ.

إدراج، أو الترابطية والخلايا العصبيةأداء وظائف معالجة المعلومات الواردة ، وعلى وجه الخصوص ، ضمان إغلاق أقواس الانعكاس. توجد أجسام الخلايا لهذه الخلايا العصبية مسالة رمادية او غير واضحةالدماغ والنخاع الشوكي.

الخلايا العصبية المؤثرةيؤدي أيضًا وظيفة معالجة المعلومات الواردة ونقل النبضات العصبية الصادرة من الدماغ والحبل الشوكي إلى خلايا الأعضاء التنفيذية (المستجيب).

النشاط التكاملي للخلايا العصبية

يتلقى كل خلية عصبية كمية هائلة من الإشارات من خلال العديد من نقاط الاشتباك العصبي الموجودة في التشعبات والجسم ، وكذلك من خلال المستقبلات الجزيئية في أغشية البلازما والسيتوبلازم والنواة. تُستخدم أنواع مختلفة من النواقل العصبية والمعدلات العصبية وجزيئات الإشارة الأخرى في إرسال الإشارات. من الواضح ، من أجل تكوين استجابة للاستلام المتزامن لإشارات متعددة ، يجب أن تكون الخلايا العصبية قادرة على دمجها.

يتم تضمين مجموعة العمليات التي تضمن معالجة الإشارات الواردة وتشكيل استجابة عصبية لها في المفهوم النشاط التكاملي للخلايا العصبية.

يتم إدراك ومعالجة الإشارات التي تصل إلى الخلايا العصبية بمشاركة التشعبات ، وجسم الخلية ، وتراب محور عصبي من الخلايا العصبية (الشكل 4).

أرز. 4. تكامل الإشارات بواسطة الخلايا العصبية.

أحد خيارات معالجتها وتكاملها (التجميع) هو التحول في نقاط الاشتباك العصبي وتجميع إمكانات ما بعد المشبكي على غشاء الجسم وعمليات الخلايا العصبية. يتم تحويل الإشارات المتصورة في المشابك إلى تقلبات في الاختلاف المحتمل لغشاء ما بعد المشبكي (إمكانات ما بعد المشبكي). اعتمادًا على نوع المشبك ، يمكن تحويل الإشارة المستقبلة إلى تغيير صغير لإزالة الاستقطاب (0.5-1.0 مللي فولت) في فرق الجهد (يظهر EPSP - نقاط الاشتباك العصبي في الرسم التخطيطي كدوائر ضوئية) أو فرط الاستقطاب (TPSP - تظهر المشابك في الرسم البياني كدوائر سوداء). ل نقاط مختلفةيمكن للخلايا العصبية استقبال العديد من الإشارات في وقت واحد ، يتم تحويل بعضها إلى EPSPs ، والبعض الآخر إلى IPSPs.

تنتشر تذبذبات فرق الجهد بمساعدة التيارات الدائرية المحلية على طول غشاء الخلايا العصبية في اتجاه تل المحوار في شكل موجات إزالة الاستقطاب (في الرسم التخطيطي) لون أبيض) وفرط الاستقطاب (في الرسم البياني الأسود) ، متداخلة (في الرسم التخطيطي ، المناطق الرمادية). مع هذا التراكب لسعة الموجات في اتجاه واحد ، يتم تلخيصها ، ويتم تقليل الموجات المعاكسة (صقلها). يسمى هذا الجمع الجبري لاختلاف الجهد عبر الغشاء التجميع المكاني(الشكل 4 و 5). يمكن أن تكون نتيجة هذا الجمع إما إزالة استقطاب غشاء التل المحوري وتوليد نبضة عصبية (الحالتان 1 و 2 في الشكل 4) ، أو فرط الاستقطاب ومنع حدوث النبض العصبي (الحالتان 3 و 4 في الشكل 4). .4).

من أجل تحويل الفرق المحتمل لغشاء المحور المحوري (حوالي 30 مللي فولت) إلى Ek ، يجب إزالة الاستقطاب بمقدار 10-20 مللي فولت. سيؤدي ذلك إلى فتح قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي الموجودة فيها وتوليد نبضة عصبية. نظرًا لأن إزالة الاستقطاب من الغشاء يمكن أن يصل إلى 1 mV عند استلام AP واحد وتحويله إلى EPSP ، وكل انتشار إلى القولبة المحورية يحدث مع التوهين ، يتطلب توليد نبضة عصبية توصيل 40-80 نبضة عصبية متزامنة من أخرى الخلايا العصبية إلى الخلايا العصبية من خلال نقاط الاشتباك العصبي المثيرة والجمع بنفس المقدار من EPSP.

أرز. 5. الجمع المكاني والزمني لل EPSP بواسطة خلية عصبية. أ - EPSP لحافز واحد ؛ و - EPSP لتحفيز متعدد من وارد مختلفة ؛ ج - EPSP للتنبيه المتكرر من خلال ألياف عصبية واحدة

إذا تلقى العصبون في هذا الوقت عددًا معينًا من النبضات العصبية من خلال المشابك المثبطة ، فسيكون تنشيطه وتوليد نبضة عصبية استجابة ممكنة مع زيادة متزامنة في تدفق الإشارات من خلال المشابك المثيرة. في ظل الظروف التي تتسبب فيها الإشارات التي تأتي من خلال المشابك المثبطة في حدوث فرط استقطاب في غشاء الخلايا العصبية ، مساويًا أو أكبر من الاستقطاب الناتج عن الإشارات القادمة من خلال المشابك الاستثارية ، فإن إزالة الاستقطاب من غشاء عصب القولون سيكون مستحيلًا ، ولن تولد الخلايا العصبية نبضات عصبية وتصبح غير نشطة .

تؤدي الخلايا العصبية أيضًا جمع الوقتتصل إشارات EPSP و IPTS إليها في وقت واحد تقريبًا (انظر الشكل 5). يمكن أيضًا تلخيص التغييرات في فرق الجهد الذي تسببه في المناطق شبه المشبكية جبريًا ، وهو ما يسمى التجميع الزمني.

وهكذا ، فإن كل نبضة عصبية تولدها خلية عصبية ، وكذلك فترة صمت الخلايا العصبية ، تحتوي على معلومات واردة من العديد من الخلايا العصبية الأخرى. عادة ، كلما زاد تواتر الإشارات القادمة إلى الخلايا العصبية من الخلايا الأخرى ، كلما تكررت بشكل أكبر في توليد نبضات عصبية استجابة يتم إرسالها على طول المحور العصبي إلى الخلايا العصبية أو المستجيبة الأخرى.

نظرًا لوجود قنوات صوديوم (وإن كانت بكميات قليلة) في غشاء جسم الخلية العصبية وحتى تشعباتها ، يمكن أن ينتشر جهد الفعل الناشئ على غشاء المحوار المحوري إلى الجسم وبعض أجزاء من تشعبات الخلايا العصبية. إن أهمية هذه الظاهرة ليست واضحة بما فيه الكفاية ، ولكن يُفترض أن إمكانية عمل الانتشار تعمل على تنعيم جميع التيارات المحلية على الغشاء ، وإبطال الإمكانات ، وتسهم في إدراك أكثر كفاءة للمعلومات الجديدة من قبل الخلايا العصبية.

تشارك المستقبلات الجزيئية في تحويل وتكامل الإشارات القادمة إلى الخلايا العصبية. في الوقت نفسه ، يمكن أن يؤدي تحفيزها بواسطة جزيئات الإشارة إلى تغييرات في حالة القنوات الأيونية التي بدأت (بواسطة بروتينات G ، وسطاء ثانيون) ، وتحويل الإشارات المدركة إلى تقلبات في الاختلاف المحتمل لغشاء الخلايا العصبية ، والتجميع والتشكيل من استجابة عصبية في شكل توليد نبضة عصبية أو تثبيطها.

يترافق تحول الإشارات بواسطة المستقبلات الجزيئية الأيضية للخلايا العصبية مع استجابتها في شكل سلسلة من التحولات داخل الخلايا. قد تكون استجابة الخلايا العصبية في هذه الحالة تسريع عملية التمثيل الغذائي الكلي ، وزيادة في تكوين ATP ، والتي بدونها يستحيل زيادة نشاطها الوظيفي. باستخدام هذه الآليات ، تدمج الخلايا العصبية الإشارات المستلمة لتحسين كفاءة نشاطها.

غالبًا ما تؤدي التحولات داخل الخلايا في الخلايا العصبية ، والتي تبدأ عن طريق الإشارات المستقبلة ، إلى زيادة تخليق جزيئات البروتين التي تؤدي وظائف المستقبلات والقنوات الأيونية والناقلات في الخلايا العصبية. من خلال زيادة عددها ، تتكيف الخلايا العصبية مع طبيعة الإشارات الواردة ، مما يزيد من الحساسية للأكثر أهمية منها ويضعف للإشارات الأقل أهمية.

قد يكون تلقي الخلايا العصبية لعدد من الإشارات مصحوبًا بالتعبير عن جينات معينة أو قمعها ، على سبيل المثال ، تلك التي تتحكم في تركيب المُعدِّلات العصبية ذات الطبيعة الببتيدية. نظرًا لأنه يتم توصيلها إلى المحاور الطرفية للخلايا العصبية واستخدامها فيها لتعزيز أو إضعاف عمل نواقلها العصبية على الخلايا العصبية الأخرى ، يمكن للخلايا العصبية ، استجابة للإشارات التي تتلقاها ، أن يكون لها أقوى ، اعتمادًا على المعلومات التي يتم تلقيها أو تأثير أضعف على الخلايا العصبية الأخرى التي يتحكم فيها. بالنظر إلى أن عمل تعديل الببتيدات العصبية يمكن أن يستمر لفترة طويلة ، فإن تأثير الخلايا العصبية على الخلايا العصبية الأخرى يمكن أن يستمر أيضًا لفترة طويلة.

وبالتالي ، نظرًا للقدرة على دمج الإشارات المختلفة ، يمكن للخلايا العصبية الاستجابة لها بمهارة من خلال مجموعة واسعة من الاستجابات التي تسمح لها بالتكيف بشكل فعال مع طبيعة الإشارات الواردة واستخدامها لتنظيم وظائف الخلايا الأخرى.

الدوائر العصبية

تتفاعل الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي مع بعضها البعض ، وتشكل العديد من نقاط الاشتباك العصبي عند نقطة الاتصال. تزداد العقوبات العصبية الناتجة بشكل كبير وظائفالجهاز العصبي. تشمل الدوائر العصبية الأكثر شيوعًا: الدوائر العصبية المحلية والتسلسل الهرمي والمتقارب والمتشعب بمدخل واحد (الشكل 6).

الدوائر العصبية المحليةيتكون من اثنين أو عدد كبيرالخلايا العصبية. في هذه الحالة ، ستعطي إحدى الخلايا العصبية (1) الضمانات المحورية الخاصة بها إلى الخلية العصبية (2) ، وتشكل تشابكًا عصبيًا على جسمها ، وستشكل الثانية تشابكًا عصبيًا على جسم الخلية العصبية الأولى. يمكن أن تعمل النبضات المحلية كمصائد يمكن فيها للنبضات العصبية أن تدور لفترة طويلة في دائرة تتكون من عدة عصبونات.

إمكانية الدوران طويل المدى لموجة الإثارة (النبضة العصبية) التي حدثت ذات مرة بسبب الإرسال ولكن تم عرض بنية الحلقة بشكل تجريبي من قبل البروفيسور أ. فيتوخين في تجارب على الحلقة العصبية لقنديل البحر.

يؤدي الدوران الدائري للنبضات العصبية على طول الدوائر العصبية المحلية وظيفة تحويل إيقاع الإثارة ، ويوفر إمكانية الإثارة المطولة بعد توقف الإشارات القادمة إليها ، ويشارك في آليات تخزين المعلومات الواردة.

يمكن للدوائر المحلية أيضًا أداء وظيفة الكبح. مثال على ذلك هو التثبيط المتكرر ، والذي يتحقق في أبسط دائرة عصبية محلية للنخاع الشوكي ، تتكون من العصبون الحركي وخلية رينشو.

أرز. 6. أبسط الدوائر العصبية للجهاز العصبي المركزي. الوصف في النص

في هذه الحالة ، ينتشر الإثارة التي نشأت في الخلايا العصبية الحركية على طول فرع المحور العصبي ، وتنشط خلية رينشو ، التي تثبط العصبون الحركي.

سلاسل متقاربةتتكون من عدة خلايا عصبية ، على أحدها (عادةً ما يكون صادرًا) تتلاقى أو تتقارب محاور عدد من الخلايا الأخرى. يتم توزيع هذه الدوائر على نطاق واسع في الجهاز العصبي المركزي. على سبيل المثال ، تتلاقى محاور العديد من الخلايا العصبية في المجالات الحسية للقشرة على الخلايا العصبية الهرمية للقشرة الحركية الأولية. تتلاقى محاور آلاف الخلايا العصبية الحسية والداخلية من مستويات مختلفة من الجهاز العصبي المركزي على الخلايا العصبية الحركية للقرون البطنية للحبل الشوكي. تلعب الدوائر المتقاربة دورًا مهمًا في تكامل الإشارات بواسطة الخلايا العصبية الصادرة وفي تنسيق العمليات الفسيولوجية.

سلاسل متباعدة بمدخل واحدتتكون من خلية عصبية ذات محور عصبي متفرع ، كل فرع من فروعه يشكل تشابكًا مع خلية عصبية أخرى. تؤدي هذه الدوائر وظائف الإرسال المتزامن للإشارات من خلية عصبية واحدة إلى العديد من الخلايا العصبية الأخرى. يتم تحقيق ذلك بسبب التفرع القوي (تكوين عدة آلاف من الفروع) للمحور. غالبًا ما توجد هذه الخلايا العصبية في نوى التكوين الشبكي لجذع الدماغ. أنها توفر زيادة سريعة في استثارة أجزاء عديدة من الدماغ وتعبئة احتياطياته الوظيفية.

يتكون جسمنا من عدد لا يحصى من الخلايا. ما يقرب من 100،000،000 منهم من الخلايا العصبية. ما هي الخلايا العصبية؟ ما هي وظائف الخلايا العصبية؟ هل أنت فضولي لمعرفة المهمة التي يؤدونها وما الذي يمكنك القيام به معهم؟ دعونا نفكر في هذا بمزيد من التفصيل.

وظائف الخلايا العصبية

هل فكرت يومًا في كيفية مرور المعلومات عبر أجسامنا؟ لماذا ، إذا كان هناك شيء يؤلمنا ، فإننا نسحب أيدينا على الفور دون وعي؟ أين وكيف نتعرف على هذه المعلومات؟ كل هذا من عمل الخلايا العصبية. كيف نفهم أن هذا بارد وهذا حار .. وهذا لين أم شائك؟ الخلايا العصبية مسؤولة عن استقبال ونقل هذه الإشارات في جميع أنحاء الجسم. في هذه المقالة ، سنتحدث بالتفصيل عن ماهية الخلية العصبية ، وما تتكون منه ، وما هو تصنيف الخلايا العصبية وكيفية تحسين تكوينها.

مفاهيم أساسية عن وظائف الخلايا العصبية

قبل الحديث عن ماهية وظائف الخلايا العصبية ، من الضروري تحديد ماهية الخلية العصبية وما تتكون منها.

هل تريد أن تعرف كيف يعمل عقلك؟ ما هي وظائفك الإدراكية القوية وربما الضعيفة؟ هل توجد أي أعراض تدل على وجود أي اضطراب؟ ما هي القدرات التي يمكن تحسينها؟ احصل على إجابات لكل هذه الأسئلة في أقل من 30-40 دقيقة من خلال الإجابة

عصبون(من العصب اليوناني - العصب) هي وحدة هيكلية ووظيفية في الجهاز العصبي. تحتوي هذه الخلية على بنية معقدة ، وهي متخصصة للغاية وتحتوي على نواة وجسم خلية وعمليات في الهيكل. يوجد أكثر من 100 مليار خلية عصبية في جسم الإنسان.

وظائف الخلايا العصبيةمثل الخلايا الأخرى ، يجب أن تحافظ الخلايا العصبية على هيكلها ووظائفها ، والتكيف مع الظروف المتغيرة ، وممارسة تأثير تنظيمي على الخلايا المجاورة. ومع ذلك ، فإن الوظيفة الرئيسية للخلايا العصبية هي معالجة المعلومات: استقبال ، وإجراء ، ونقل إلى خلايا أخرى. يتم تلقي المعلومات من خلال نقاط الاشتباك العصبي مع مستقبلات الأعضاء الحسية أو الخلايا العصبية الأخرى ، أو مباشرة من البيئة الخارجية باستخدام التشعبات المتخصصة. يتم نقل المعلومات على طول المحاور ، والإرسال - من خلال المشابك.

هيكل الخلية العصبية

جسم الخليةيتكون جسم الخلية العصبية من بروتوبلازم (السيتوبلازم والنواة) ، يحدها من الخارج غشاء من طبقة مزدوجة من الدهون (طبقة ثنائية الشحوم). تتكون الدهون من رؤوس محبة للماء وذيول كارهة للماء ، مرتبة في ذيول كارهة للماء لبعضها البعض ، وتشكل طبقة كارهة للماء تسمح فقط للمواد القابلة للذوبان في الدهون (مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون) بالمرور. توجد بروتينات على الغشاء: على السطح (في شكل كريات) ، يمكن ملاحظة نواتج عديد السكاريد (glycocalix) ، بسبب إدراك الخلية للتهيج الخارجي ، واختراق البروتينات المتكاملة الغشاء من خلاله ، فهي تحتوي على أيون القنوات.

تتكون الخلية العصبية من جسم يبلغ قطره من 3 إلى 100 ميكرون ، يحتوي على نواة (مع عدد كبير من المسام النووية) وعضيات (بما في ذلك ER خشن عالي التطور مع ريبوسومات نشطة ، وجهاز جولجي) ، بالإضافة إلى عمليات. هناك نوعان من العمليات: التشعبات والمحاور. يحتوي العصبون على هيكل خلوي متطور يخترق عملياته. يحافظ الهيكل الخلوي على شكل الخلية ، وتعمل خيوطه بمثابة "قضبان" لنقل العضيات والمواد المعبأة في حويصلات الغشاء (على سبيل المثال ، الناقلات العصبية). في جسم العصبون ، تم الكشف عن جهاز اصطناعي متطور ، و ER الحبيبي للخلايا العصبية يصبغ بشكل أساسي ويعرف باسم "tigroid". يخترق tigroid الأقسام الأولية من التشعبات ، ولكنه يقع على مسافة ملحوظة من بداية المحور العصبي ، والذي يعمل كعلامة نسيجية للمحور. يتم التمييز بين النقل المحوري المتقدم (بعيدًا عن الجسم) والرجوع (نحو الجسم).

التشعبات والمحور

محور عصبي - عادة ما تكون عملية طويلة يتم تكييفها لإجراء الإثارة من جسم الخلايا العصبية. التشعبات هي ، كقاعدة عامة ، عمليات قصيرة ومتفرعة للغاية تعمل كمكان رئيسي لتشكيل المشابك المثيرة والمثبطة التي تؤثر على الخلايا العصبية (الخلايا العصبية المختلفة لها نسبة مختلفة من طول المحور العصبي والتشعبات). قد يكون للخلايا العصبية العديد من التشعبات وعادة ما يكون هناك محور عصبي واحد فقط. يمكن أن يكون لأحد الخلايا العصبية اتصالات بالعديد من الخلايا العصبية الأخرى (حتى 20 ألفًا). تنقسم التشعبات بشكل ثنائي ، بينما تؤدي المحاور العصبية إلى الضمانات. تحتوي العقد الفرعية عادة على الميتوكوندريا. لا تحتوي التشعبات على غمد المايلين ، لكن يمكن للمحاور العصبية ذلك. مكان توليد الإثارة في معظم الخلايا العصبية هو محور عصبي - تكوين في المكان الذي يغادر فيه المحور العصبي الجسم. في جميع الخلايا العصبية ، تسمى هذه المنطقة منطقة الزناد.

تشابك عصبىالمشبك هو نقطة اتصال بين خليتين عصبيتين أو بين خلية عصبية وخلية مستقبلية. إنه يعمل على نقل نبضة عصبية بين خليتين ، وأثناء الإرسال المتشابك ، يمكن تنظيم اتساع وتردد الإشارة. تتسبب بعض المشابك العصبية في إزالة استقطاب الخلايا العصبية ، والبعض الآخر يتسبب في فرط الاستقطاب ؛ الأول مثير ، والأخير مثبط. عادة ، لإثارة الخلايا العصبية ، من الضروري التحفيز من العديد من نقاط الاشتباك العصبي المثيرة.

التصنيف الهيكلي للخلايا العصبية

بناءً على عدد وترتيب التشعبات والمحاور العصبية ، تنقسم الخلايا العصبية إلى عصبونات غير محوار ، وخلايا أحادية القطب ، وخلايا عصبية زائفة أحادية القطب ، وخلايا عصبية ثنائية القطب ، وخلايا عصبية متعددة الأقطاب (العديد من جذوع التشعب ، وعادة ما تكون صادرة).

• الخلايا العصبية غير المحورية- خلايا صغيرة ، مجمعة بالقرب من الحبل الشوكي في العقد الفقرية ، والتي ليس لها علامات تشريحية لفصل العمليات إلى التشعبات والمحاور. جميع العمليات في الخلية متشابهة جدًا. الغرض الوظيفي من الخلايا العصبية غير مفهومة بشكل جيد.
• الخلايا العصبية أحادية القطب- توجد عصبونات ذات عملية واحدة ، على سبيل المثال ، في النواة الحسية للعصب ثلاثي التوائم في الدماغ المتوسط.
• الخلايا العصبية ثنائية القطب- الخلايا العصبية مع محور عصبي واحد وتغصن واحد ، وتقع في أعضاء حسية متخصصة - شبكية العين ، وظهارة حاسة الشم والبصلة ، والعقد السمعية والدهليزية ؛
• الخلايا العصبية متعددة الأقطاب- الخلايا العصبية مع محور عصبي واحد والعديد من التشعبات. هذا النوعتسود الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي
• الخلايا العصبية الزائفة أحادية القطب- فريدة من نوعها. تنطلق إحدى العمليات من الجسم ، والذي ينقسم على الفور على شكل حرف T. هذا السبيل الفردي بأكمله مغطى بغمد المايلين ويمثل هيكليًا محورًا عصبيًا ، على الرغم من أن الإثارة على طول أحد الفروع لا تنتقل من ، بل إلى جسم الخلية العصبية. من الناحية الهيكلية ، التشعبات هي تشعبات في نهاية هذه العملية (المحيطية). منطقة الزناد هي بداية هذا التفرع (أي أنها تقع خارج جسم الخلية). تم العثور على هذه الخلايا العصبية في العقد الشوكية.

التصنيف الوظيفي للخلايا العصبيةحسب الموضع في القوس الانعكاسي ، يتم تمييز الخلايا العصبية الواردة (الخلايا العصبية الحساسة) والخلايا العصبية الصادرة (يُطلق على بعضها اسم الخلايا العصبية الحركية ، وفي بعض الأحيان لا يكون هذا الاسم دقيقًا للغاية ينطبق على المجموعة الكاملة من المؤثرات) ويتم تمييز الخلايا العصبية الداخلية (الخلايا العصبية المتداخلة).

الخلايا العصبية واردة(حساسة أو حسية أو مستقبلية). تشمل الخلايا العصبية من هذا النوع الخلايا الأولية للأعضاء الحسية والخلايا أحادية القطبية الزائفة ، حيث يكون للتشعبات نهايات حرة.

الخلايا العصبية المؤثرة(المستجيب ، المحرك أو المحرك). تشمل الخلايا العصبية من هذا النوع الخلايا العصبية النهائية - الإنذار وقبل الأخير - غير الإنذار.

الخلايا العصبية النقابية(interalary أو interneurons) - هذه المجموعة من الخلايا العصبية تتواصل بين صادر ووارد ، وهي مقسمة إلى صوار وإسقاط (دماغ).

التصنيف المورفولوجي للخلايا العصبيةالتركيب المورفولوجي للخلايا العصبية متنوع. في هذا الصدد ، عند تصنيف الخلايا العصبية ، يتم استخدام عدة مبادئ:

1. تأخذ في الاعتبار حجم وشكل جسم العصبون ،
2. عدد وطبيعة عمليات التفرع ،
3. طول الخلية العصبية ووجود قذائف متخصصة.

وفقًا لشكل الخلية ، يمكن أن تكون الخلايا العصبية كروية ، حبيبية ، نجمية ، هرمية ، على شكل كمثرى ، على شكل مغزل ، غير منتظمة ، إلخ. يختلف حجم جسم الخلايا العصبية من 5 ميكرون في الخلايا الحبيبية الصغيرة إلى 120-150 ميكرون في الخلايا العصبية الهرمية العملاقة. يتراوح طول الخلية العصبية في البشر من 150 ميكرون إلى 120 سم. وتتميز الأنواع المورفولوجية التالية من الخلايا العصبية بعدد العمليات: - الخلايا العصبية أحادية القطب (مع عملية واحدة) ، الموجودة ، على سبيل المثال ، في النواة الحسية للثلاثية التوائم العصب في الدماغ المتوسط. - الخلايا الزائفة أحادية القطب المتجمعة بالقرب من الحبل الشوكي في العقد الفقرية ؛ - الخلايا العصبية ثنائية القطب (لها محور عصبي واحد وتغصن واحد) تقع في أعضاء حسية متخصصة - شبكية العين ، ظهارة الشم والبصلة ، العقد السمعية والدهليزية ؛ - الخلايا العصبية متعددة الأقطاب (لها محور عصبي واحد والعديد من التشعبات) ، السائدة في الجهاز العصبي المركزي.

تطور ونمو الخلايا العصبيةتتطور الخلية العصبية من خلية سليفة صغيرة تتوقف عن الانقسام حتى قبل أن تطلق عملياتها. (ومع ذلك ، فإن مسألة الانقسام العصبي هي موضع نقاش حاليًا). كقاعدة عامة ، يبدأ المحور العصبي في النمو أولاً ، وتتشكل التشعبات لاحقًا. في نهاية عملية تطور الخلية العصبية ، تظهر سماكة غير منتظمة الشكل ، والتي ، على ما يبدو ، تمهد الطريق عبر الأنسجة المحيطة. يسمى هذا التكاثف بمخروط النمو للخلية العصبية. يتكون من جزء مسطح من عملية الخلية العصبية مع العديد من الأشواك الرقيقة. يبلغ سمك الحبيبات الدقيقة 0.1 إلى 0.2 ميكرومتر ويمكن أن يصل طولها إلى 50 ميكرومتر ؛ المساحة الواسعة والمسطحة لمخروط النمو يبلغ عرضها 5 ميكرومتر وطولها ، على الرغم من أن شكلها قد يختلف. الفراغات بين الصغائر الصغيرة لمخروط النمو مغطاة بغشاء مطوي. إن microspines في حركة مستمرة - بعضها ينجذب إلى مخروط النمو ، والبعض الآخر يطول ، وينحرف في اتجاهات مختلفة ، ويلمس الركيزة ويمكن أن يلتصق بها. يمتلئ مخروط النمو بحويصلات غشائية صغيرة ، مترابطة في بعض الأحيان ، وغير منتظمة الشكل. مباشرة تحت المناطق المطوية من الغشاء وفي العمود الفقري توجد كتلة كثيفة من خيوط الأكتين المتشابكة. يحتوي مخروط النمو أيضًا على الميتوكوندريا والأنابيب الدقيقة والخيوط العصبية الموجودة في جسم العصبون. على الأرجح ، يتم استطالة الأنابيب الدقيقة والألياف العصبية بشكل رئيسي بسبب إضافة الوحدات الفرعية المركبة حديثًا في قاعدة عملية الخلايا العصبية. إنها تتحرك بسرعة حوالي ملليمتر واحد في اليوم ، وهو ما يتوافق مع سرعة النقل المحوري البطيء في الخلايا العصبية الناضجة.

لأن هذا تقريبا متوسط ​​السرعةمع تقدم مخروط النمو ، من الممكن ألا يحدث تجميع أو تدمير الأنابيب الدقيقة والألياف العصبية في نهايتها البعيدة أثناء نمو عملية الخلايا العصبية. تمت إضافة مادة غشائية جديدة ، على ما يبدو ، في النهاية. مخروط النمو هو منطقة من الإفرازات الخلوية السريعة والالتقام الخلوي ، كما يتضح من العديد من الحويصلات الموجودة هنا. يتم نقل الحويصلات الغشائية الصغيرة على طول عملية الخلايا العصبية من جسم الخلية إلى مخروط النمو بواسطة تيار من النقل المحوري السريع. مادة الغشاء ، على ما يبدو ، يتم تصنيعها في جسم الخلايا العصبية ، ويتم نقلها إلى مخروط النمو في شكل حويصلات ، ويتم تضمينها هنا في غشاء البلازما عن طريق طرد الخلايا ، وبالتالي إطالة عملية الخلية العصبية. عادة ما يسبق نمو المحاور والتشعبات مرحلة من الهجرة العصبية ، عندما تستقر الخلايا العصبية غير الناضجة وتجد مكانًا دائمًا لها.

الخلايا العصبية الفردية ، أو الخلايا العصبيةلا يؤدون وظائفهم كوحدات معزولة مثل خلايا الكبد أو الكلى. وظيفة 50 مليار خلية عصبية (أو نحو ذلك) في دماغنا هي أنها تتلقى إشارات من بعض الخلايا العصبية الأخرى وتنقلها إلى خلايا ثالثة.

يتم دمج الخلايا الناقلة والمستقبلية في خلايا عصبية. السلاسلأو الشبكات(انظر الشكل 26). خلية واحدة مع متشعبيمكن للبنية (من اللاتينية diverge - deviation) إرسال إشارات إلى ألف أو حتى أكثر من الخلايا العصبية الأخرى. ولكن في كثير من الأحيان ، يتصل أحد هذه الخلايا العصبية مع عدد قليل فقط من الخلايا العصبية المحددة. بالطريقة نفسها ، يمكن للخلايا العصبية تلقي معلومات الإدخال من الخلايا العصبية الأخرى بمساعدة واحد أو عدة وصلات إدخال ، إذا متقاربةالطريقة (من خط العرض تتلاقى - تقترب ، متقاربة). بالطبع ، كل شيء يعتمد على الخلية المعينة التي ندرسها وفي أي شبكة تبين أنها مدرجة في عملية التطوير. من المحتمل أن يكون جزء صغير فقط من المسارات التي تنتهي في خلية عصبية معينة نشطًا في أي وقت.

تسمى الوصلات الفعلية - نقاط محددة على سطح الخلايا العصبية حيث تتلامس - المشابك(synapsis ؛ "اتصال" باليونانية ، "اتصال") (انظر الشكل 26 و 27) ، وعملية نقل المعلومات في هذه الأماكن - انتقال متشابك. عندما تتفاعل الخلايا العصبية عبر الإرسال المتشابك ، تطلق خلية الإشارة (قبل المشبكي) مادة معينة على سطح المستقبل للخلايا العصبية المستقبلة (ما بعد المشبكي). هذه المادة تسمى ناقل عصبي، يعمل كوسيط جزيئي لنقل المعلومات من الخلية المرسلة إلى الخلية المستقبلة. يغلق الناقل العصبي الدائرة وينفذ النقل الكيميائي للمعلومات من خلالها شق متشابك- فجوة بنيوية بين الخلايا المرسلة والمستقبلة في موقع المشبك.

ملامح الخلايا العصبية

تحتوي الخلايا العصبية على عدد من الميزات المشتركة بين جميع خلايا الجسم. بغض النظر عن موقعه ووظائفه ، فإن أي خلية عصبية ، مثل أي خلية أخرى ، لها غشاء بلازميتحديد حدود الخلية الفردية. عندما تتواصل خلية عصبية مع الخلايا العصبية الأخرى أو تغيرات الحواس في البيئة المحلية ، فإنها تفعل ذلك من خلال غشاء البلازما وآلياته الجزيئية.

كل شيء داخل غشاء البلازما (باستثناء النواة) يسمى السيتوبلازم. أنه يحتوي على العضيات السيتوبلازميةضروري لوجود الخلايا العصبية وأداء عملها (انظر الشكل 27 و 28). الميتوكوندرياتزود الخلية بالطاقة ، باستخدام السكر والأكسجين لتكوين جزيئات خاصة عالية الطاقة تستهلكها الخلية حسب الحاجة. أنابيب مجهرية- الهياكل الداعمة الرقيقة - تساعد الخلايا العصبية في الحفاظ على شكل معين. تسمى شبكة الأنابيب الغشائية الداخلية ، والتي من خلالها توزع الخلية المنتجات اللازمة لعملها الورم الشبكي الإندوبلازمي.

هناك نوعان من الشبكة الإندوبلازمية. تنتشر أغشية الشبكة "الخشنة" أو الحبيبية الريبوسومات, ضروري للخليةلتخليق البروتينات المفرزة. إن وفرة عناصر الشبكة الخشنة في سيتوبلازم الخلايا العصبية تميزها بأنها خلايا ذات نشاط إفرازي مكثف للغاية. يتم تصنيع البروتينات المخصصة للاستخدام داخل الخلايا فقط على العديد من الريبوسومات غير المرتبطة بأغشية الشبكة ، ولكنها موجودة في السيتوبلازم في حالة حرة. نوع آخر من الشبكة الإندوبلازمية يسمى "السلس". تقوم العضيات المبنية من أغشية شبكية ملساء بتعبئة نواتج الإفراز في "أكياس" من هذه الأغشية لنقلها لاحقًا إلى سطح الخلية ، حيث يتم إفرازها. تسمى الشبكة الإندوبلازمية الملساء أيضًا جهاز جولجي، الذي سمي على اسم الإيطالي Emilio Golgi ، الذي طور طريقة لتلوين هذا لأول مرة الهيكل الداخليمما جعل من الممكن دراستها مجهريًا.

كاميلو جولجي (1844-1926). تم التقاط الصورة في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر عندما كان غولجي أستاذًا في جامعة بافيا. في عام 1906 ، تقاسم جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب مع كاجال.

سانتياغو رامون واي كاجال (1852-1934). الشاعر والفنان وعلم الأنسجة ، الذي يمتلك مذهلة إِبداعقام بالتدريس بشكل رئيسي في جامعة مدريد. ابتكر هذه الصورة الذاتية في عشرينيات القرن الماضي.

في وسط السيتوبلازم توجد الخلية جوهر. هنا ، تحتوي الخلايا العصبية ، مثل جميع الخلايا ذات النوى ، على معلومات وراثية مشفرة في التركيب الكيميائي للجينات. وفقًا لهذه المعلومات ، تقوم الخلية المكونة بالكامل بتركيب مواد معينة تحدد شكل وكيمياء ووظيفة هذه الخلية. على عكس معظم الخلايا الأخرى في الجسم ، لا يمكن أن تنقسم الخلايا العصبية الناضجة ، ويجب أن تضمن المنتجات الجينية لأي خلية عصبية الحفاظ على وظيفتها وتعديلها طوال حياتها.

تختلف الخلايا العصبية اختلافًا كبيرًا في شكلها ، والوصلات التي تشكلها ، والطريقة التي تعمل بها. يتمثل الاختلاف الأكثر وضوحًا بين الخلايا العصبية والخلايا الأخرى في تنوع أحجامها وأشكالها. معظم خلايا الجسم كروية أو مكعبة أو على شكل صفيحة. من ناحية أخرى ، تتميز الخلايا العصبية بمخططات غير منتظمة: لها عمليات ، غالبًا ما تكون عديدة ومتفرعة. هذه العمليات هي "أسلاك" حية بمساعدة الدوائر العصبية التي تتشكل. الخلية العصبية لها عملية رئيسية واحدة تسمى محور عصبي(الفأس اليوناني؟ n - المحور) ، والذي على طوله ينقل المعلومات إلى الخلية التالية في الدائرة العصبية. إذا قام أحد الخلايا العصبية بإجراء اتصالات ناتجة مع عدد كبير من الخلايا الأخرى ، فإن محوارها تتفرع عدة مرات حتى تصل الإشارات إلى كل منها.

أرز. 28. الهيكل الداخلي للخلايا العصبية النموذجية. توفر الأنابيب الدقيقة الصلابة الهيكلية وكذلك نقل المواد المركبة في جسم الخلية لاستخدامها عند نهاية محور عصبي (أدناه). تحتوي هذه النهاية على حويصلات متشابكة تحتوي على ناقل عصبي ، بالإضافة إلى حويصلات تؤدي وظائف أخرى. على سطح التغصنات ما بعد المشبكي ، تظهر المواقع المفترضة لمستقبلات الوسيط (انظر أيضًا الشكل 29).

تسمى العمليات الأخرى للخلايا العصبية التشعبات. هذا المصطلح مشتق من الكلمة اليونانية dendron- تعني كلمة "شجرة" أن لها شكل يشبه الشجرة. على التشعبات وعلى سطح الجزء المركزي من العصبون المحيط بالنواة (ويسمى بريكاريون، أو جسمالخلايا) ، هناك نقاط الاشتباك العصبي المدخلات التي شكلتها محاور عصبونات أخرى. نتيجة لهذا ، يتضح أن كل خلية عصبية هي رابط لشبكة عصبية واحدة أو أخرى.

تحتوي أجزاء مختلفة من السيتوبلازم العصبي على مجموعات مختلفة من المنتجات الجزيئية الخاصة والعضيات. تم العثور على الشبكة الإندوبلازمية الخشنة والريبوزومات الحرة فقط في السيتوبلازم في جسم الخلية وفي التشعبات. هذه العضيات غائبة في المحاور ، وبالتالي فإن تخليق البروتين أمر مستحيل هنا. نهايات محور عصبي تحتوي على عضيات تسمى الحويصلات المشبكية، حيث توجد جزيئات الوسيط التي تفرزها العصبون. يُعتقد أن كل حويصلة متشابكة تحمل آلاف الجزيئات من مادة تستخدمها الخلايا العصبية لنقل الإشارات إلى الخلايا العصبية الأخرى (انظر الشكل 29).

أرز. 29.رسم تخطيطي لإطلاق الناقل العصبي والعمليات التي تحدث في المشبك المركزي الافتراضي.

تحافظ التشعبات والمحاور على شكلها بفضل الأنابيب الدقيقة ، والتي ، على ما يبدو ، تلعب أيضًا دورًا في حركة المنتجات المركبة من السيتوبلازم المركزي إلى الأطراف البعيدة جدًا للمحاور والتشعبات المتفرعة. تستخدم طريقة تلطيخ جولجي الفضة المعدنية التي ترتبط بالأنابيب الدقيقة وتكشف عن شكل الخلية العصبية التي تتم دراستها. في بداية القرن العشرين ، طبق عالم علم الأحياء الدقيقة الإسباني سانتياغو رامون واي كاجال هذه الطريقة بشكل حدسي تقريبًا لتأسيس الطبيعة الخلوية لتنظيم الدماغ وتصنيف الخلايا العصبية وفقًا لسماتها الهيكلية الفريدة والمشتركة.

أسماء مختلفة للخلايا العصبية

يمكن تسمية الخلايا العصبية بشكل مختلف حسب السياق. يمكن أن يكون مربكًا في بعض الأحيان ، لكنه في الواقع مشابه جدًا لما نسميه أنفسنا أو معارفنا. اعتمادًا على الظروف ، نحن نتحدث عن نفس الفتاة مثل طالبة أو ابنة أو أخت أو ذات شعر أحمر أو سباح أو محبوب أو عضو في عائلة سميث. تتلقى الخلايا العصبية أيضًا العديد من الملصقات نظرًا لوجود أدوار مختلفة تؤديها. ربما استخدم علماء مختلفون جميع الخصائص الجديرة بالملاحظة للخلايا العصبية كأساس لتصنيفهم.

تعكس كل ميزة هيكلية فريدة لخلايا عصبية معينة درجة تخصصها لأداء مهام معينة. يمكنك تسمية الخلايا العصبية وفقًا لهذه المهام أو الوظائف. هذه طريقة واحدة. على سبيل المثال ، تسمى الخلايا العصبية المتصلة بالدوائر التي تساعدنا على إدراك العالم الخارجي أو التحكم في الأحداث التي تحدث داخل أجسامنا حسي(الخلايا العصبية الحسية. العصبونات المتصلة في الشبكات التي تسبب تقلصات العضلات ، وبالتالي حركة الجسم تسمى محركأو محرك.

يعد موقع الخلية العصبية في الشبكة معيارًا مهمًا آخر للتسمية. الخلايا العصبية الأقرب إلى موقع العمل (سواء كان ذلك منبهًا محسوسًا أو عضلة نشطة) هي الخلايا العصبية الحسية أو الحركية الأولية ، أو الخلايا العصبية من الدرجة الأولى. يتبع ذلك الخلايا العصبية الثانوية (الخلايا العصبية من الدرجة الثانية) ، ثم العالي (الترتيب الثالث) ، وهكذا.

تنظيم النشاط العصبي

إن قدرة الجهاز العصبي والعضلات على توليد الإمكانات الكهربائية معروفة منذ فترة طويلة - منذ عمل جالفاني في نهاية القرن الثامن عشر. ومع ذلك ، فإن معرفتنا بكيفية ظهور هذه الكهرباء البيولوجية في عمل الجهاز العصبي تستند إلى دراسات أجريت منذ 25 عامًا فقط.

تمتلك جميع الخلايا الحية خاصية "القطبية الكهربائية". هذا يعني أنه فيما يتعلق ببعض النقاط البعيدة والتي تبدو محايدة (يسميها الكهربائيون "الأرض") الجزء الداخليتعاني الخلية من نقص نسبي في الجسيمات المشحونة إيجابياً ، وبالتالي ، كما نقول ، تكون سالبة الشحنة بالنسبة إلى السطح الخارجي للخلية. ما هي هذه الجزيئات الموجودة داخل وخارج خلايا أجسامنا؟

سوائل أجسامنا - البلازما التي تطفو فيها خلايا الدم ، السائل خارج الخلية الذي يملأ الفراغ بين خلايا الأعضاء المختلفة ، السائل النخاعي الموجود في بطينات الدماغ - كلها أنواع خاصة من الماء المالح. (يرى بعض المفكرين التاريخيين هذا على أنه آثار لفترة التطور عندما كانت جميع الكائنات الحية موجودة في المحيط البدائي). وعادة ما تتكون الأملاح الطبيعية من عدة العناصر الكيميائية- الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم ، والتي تحمل شحنة موجبة في سوائل الجسم ، والكلوريد والفوسفات ومخلفات بعض الأحماض الأكثر تعقيدًا التي تكونها الخلايا وتحملها شحنة سالبة. تسمى الجزيئات المشحونة أو الذرات الأيونات.

في الفراغات خارج الخلوية ، يتم توزيع الأيونات الموجبة والسالبة بحرية وبكميات متساوية ، بحيث تحيد كل منهما الأخرى. ومع ذلك ، فإن الندرة النسبية للأيونات موجبة الشحنة داخل الخلايا تؤدي إلى شحنة سالبة شاملة. تنشأ هذه الشحنة السالبة لأن غشاء البلازما ليس منفذاً بشكل متساوٍ لجميع الأملاح. عادةً ما تخترق بعض الأيونات ، مثل K + ، الغشاء بسهولة أكبر من غيرها ، مثل أيونات الصوديوم (Na +) أو الكالسيوم (Ca 2+). تحتوي السوائل خارج الخلية على قدر كبير من الصوديوم وقليل من البوتاسيوم. داخل الخلايا ، تكون السوائل فقيرة نسبيًا في الصوديوم وغنية بالبوتاسيوم ، لكن المحتوى الكلي للأيونات الموجبة داخل الخلية لا يوازن تمامًا الشحنات السالبة للكلوريد والفوسفات والأحماض العضوية في السيتوبلازم. يمر البوتاسيوم عبر غشاء الخلية بشكل أفضل من الأيونات الأخرى ، ويبدو أنه يميل بشدة إلى الخروج ، لأن تركيزه داخل الخلايا أعلى بكثير منه في بيئتها. وبالتالي ، فإن توزيع الأيونات وانتقائية مرورها عبر غشاء شبه نافذ يؤدي إلى تكوين شحنة سالبة داخل الخلايا.

في حين أن العوامل الموصوفة تؤدي إلى إنشاء قطبية أيونية عبر الغشاء ، البعض الآخر العمليات البيولوجيةالمساهمة في صيانتها. أحد هذه العوامل هو مضخات الأيونات الفعالة للغاية الموجودة في غشاء البلازما والتي تستقبل الطاقة من الميتوكوندريا. هذه المضخات "تضخ" أيونات الصوديوم التي تدخل الخلية بالماء أو جزيئات السكر.

تتمتع الخلايا "القابلة للاستثارة كهربائيا" ، مثل الخلايا العصبية ، بالقدرة على تنظيم إمكاناتها السلبية الداخلية. عند التعرض لمواد معينة في نقاط الاشتباك العصبي "المثيرة" ، تتغير خصائص غشاء البلازما في العصبون ما بعد المشبكي. يبدأ الجزء الداخلي من الخلية في فقد شحنته السالبة ، ولم يعد يُمنع الصوديوم من التحرك عبر الغشاء. في الواقع ، بعد تغلغل كمية معينة من الصوديوم في الخلية ، يتم انتقال الصوديوم وأيونات موجبة أخرى (الكالسيوم والبوتاسيوم) إلى الخلية ، أي يستمر نزع الاستقطاب ، خلال فترة الإثارة القصيرة ، بنجاح كبير بحيث يصبح الجزء الداخلي من الخلايا العصبية مشحونًا بشكل إيجابي لمدة تقل عن 1/1000 من الثانية. يسمى هذا الانتقال من الحالة السلبية المعتادة لمحتويات الخلية إلى الحالة الإيجابية المؤقتة إمكانات العملأو نبض العصب. تستمر الحالة الإيجابية لفترة قصيرة جدًا لأن تفاعل الإثارة (زيادة تناول الصوديوم في الخلية) منظم ذاتيًا. يؤدي وجود كميات مرتفعة من الصوديوم والكالسيوم ، بدوره ، إلى تسريع إفراغ البوتاسيوم ، حيث يضعف عمل الدافع الاستثاري. تستعيد الخلايا العصبية التوازن الكهروكيميائي بسرعة وتعود إلى حالة ذات إمكانات سلبية بداخلها حتى الإشارة التالية.

أرز. ثلاثين. عندما يتم تنشيط خلية عصبية من خلال نبضة استفزازية تأتي إليها ، فإن موجة إزالة الاستقطاب تغير مؤقتًا علامة إمكانات الغشاء. مع انتشار موجة إزالة الاستقطاب على طول المحور العصبي ، تخضع المقاطع المتتالية من المحور العصبي أيضًا لهذا الارتداد الزمني. يمكن وصف جهد الفعل بأنه تدفق أيونات الصوديوم موجبة الشحنة (Na +) التي تمر عبر الغشاء إلى الخلايا العصبية.

ينتشر نزع الاستقطاب المرتبط بجهد الفعل على طول المحور العصبي كموجة من النشاط (الشكل 30). تساهم حركة الأيونات التي تحدث بالقرب من الموقع غير المستقطب في إزالة الاستقطاب في القسم التالي ، ونتيجة لذلك ، تصل كل موجة من الإثارة بسرعة إلى جميع النهايات المشبكية للمحور. الميزة الرئيسية للتوصيل الكهربائي لنبضة على طول المحور العصبي هي أن الإثارة تنتشر بسرعة عبر مسافات طويلة دون أي توهين للإشارة.

بالمناسبة ، لا يبدو أن الخلايا العصبية ذات المحاور القصيرة تولد دائمًا نبضات عصبية. هذا الظرف ، إذا تم ترسيخه ، قد يكون له عواقب بعيدة المدى. إذا كانت الخلايا ذات المحاور القصيرة قادرة على تغيير مستوى النشاط دون توليد إمكانات فعلية ، فإن الباحثين يحاولون تقييم دور الخلايا العصبية الفردية في التفريغ الكهربائي في أنواع معينةالسلوك ، يمكن بسهولة التغاضي عن العديد من الوظائف المهمة للخلايا الصامتة.

الناقلات العصبية المشبكية

مع بعض التحفظات ، يمكن مقارنة المشابك العصبية بمفترق طرق على مسارات الدماغ. في نقاط الاشتباك العصبي ، يتم إرسال الإشارات في اتجاه واحد فقط - من الفرع الطرفي للخلايا العصبية قبل المشبكية الذي يرسلها إلى أقرب قسم من الخلايا العصبية بعد المشبكية. ومع ذلك ، فإن النقل الكهربائي السريع الذي يعمل بشكل جيد في المحور العصبي لا يعمل في المشبك. بدون الخوض في الأسباب البيولوجية لذلك ، يمكننا ببساطة أن نقول أن الرابطة الكيميائية في المشابك توفر تنظيمًا أدق لخصائص غشاء الخلية بعد المشبكي.

عند التواصل مع بعضهم البعض ، ينقل الناس المحتوى الرئيسي لكلامهم بالكلمات. لإضفاء مزيد من اللكنات الدقيقة أو التأكيد على المعنى الإضافي للكلمات ، يستخدمون جرس أصواتهم وتعبيرات وجههم وإيماءاتهم. عندما تتواصل الخلايا العصبية ، يتم نقل الوحدات الأساسية للمعلومات عن طريق وسطاء كيميائيين معينين - وسطاء متشابك(تستخدم خلية عصبية معينة نفس جهاز الإرسال في جميع نقاط الاشتباك العصبي). إذا واصلنا تشبيهنا بالتواصل اللفظي وغير اللفظي ، فيمكننا القول إن بعض الوسطاء الكيميائيين ينقلون "الحقائق" ، بينما ينقل البعض الآخر - ظلال أو لهجات دلالية إضافية.

أرز. 31. يمكن تفسير الإجراء المعاكس للوسطاء الاستثارة (يسارًا) والمثبط (يمينًا) من خلال حقيقة أنها تؤثر على قنوات أيونية مختلفة.

بشكل عام ، هناك نوعان من نقاط الاشتباك العصبي - مثيرو الفرامل(الشكل 31). في الحالة الأولى ، تأمر إحدى الخلايا الأخرى بالتبديل إلى النشاط ، وفي الحالة الثانية ، على العكس من ذلك ، تعيق تنشيط الخلية التي يتم إرسال الإشارة إليها. تحت تأثير الأوامر المثبطة المستمرة ، تظل بعض الخلايا العصبية صامتة حتى تتسبب الإشارات الاستثارة في تنشيطها. على سبيل المثال ، الخلايا العصبية في النخاع الشوكي التي تطلب من عضلاتك أن تتصرف عند المشي أو الرقص عادة ما تكون "صامتة" حتى تتلقى نبضات مثيرة من الخلايا في القشرة الحركية. تحت تأثير الأوامر الاستثارة العفوية ، تتحول الخلايا العصبية الأخرى إلى نشاط دون انتظار إشارات واعية ؛ على سبيل المثال الخلايا العصبية التي تتحكم في الحركة صدروالحجاب الحاجز أثناء التنفس ، طاعة الخلايا أكثر مستوى عال، التي تتفاعل فقط مع تركيز O 2 و CO 2 في الدم.

بناءً على ما يعرفه العلم اليوم ، يمكن تفسير التفاعلات الداخلية العصبية التي تحدث في الدماغ إلى حد كبير من حيث المدخلات التشابكية المثيرة والمثبطة. ومع ذلك ، هناك تأثيرات تعديل أكثر تعقيدًا لها أهمية كبيرة ، لأنها تزيد أو تقلل من شدة استجابة الخلايا العصبية لإشارات الإدخال من الخلايا العصبية الأخرى المختلفة.

ضع في اعتبارك تعديل إشارات الوسيط ، وتخيل أنها كذلك الشرطشخصية. مصطلح "مشروطة" يعني أن الخلايا تتفاعل معها فقط في ظل ظروف معينة ، أي عندما تعمل هذه الإشارات بالاقتران مع إشارات الإثارة أو المثبطة الأخرى التي تأتي على طول مسارات أخرى. قد يعتبر الموسيقيون ، على سبيل المثال ، أن حركة دواسات البيانو مشروطة ، بمعنى أنه من أجل تحقيق أي تأثير ، يجب دمج ضغطهم مع إجراء آخر. مجرد الضغط على الدواسات دون الضغط على المفاتيح لا طائل من ورائه. يتغير صوت النغمة فقط عندما نضغط على كل من الدواسة والمفتاح في نفس الوقت. العديد من الشبكات العصبية التي تؤدي وظائف شرطية هي تلك التي يلعب وسطاءها دورًا مهمًا في علاج الاكتئاب والفصام والعديد من الاضطرابات العقلية الأخرى (تمت مناقشة هذه المشكلات بمزيد من التفصيل في الفصل 9).

في الختام ، بضع كلمات حول العمليات الكامنة وراء التغييرات المختلفة التي ينتجها الوسطاء في الخلايا التي يعملون عليها. ترجع هذه التغييرات إلى الآليات الأيونية المرتبطة بالتنظيم الكهربائي والكيميائي لخصائص الغشاء. تتغير استثارة الخلايا العصبية لأن الناقل العصبي يغير تدفق الأيونات التي تمر إلى الخلية أو خارجها. لكي تمر الأيونات عبر الغشاء ، يجب أن يكون هناك ثقوب فيه. هذه ليست مجرد ثقوب ، لكنها بروتينات أنبوبية كبيرة خاصة تسمى "القنوات". بعض هذه القنوات خاص بأيون معين - الصوديوم أو البوتاسيوم أو الكالسيوم ، على سبيل المثال ؛ البعض الآخر ليسوا انتقائيين. يمكن فتح بعض القنوات بأوامر كهربائية (مثل إزالة استقطاب الغشاء عند جهد فعل) ؛ البعض الآخر يفتح ويغلق تحت تأثير الوسطاء الكيميائيين.

أرز. 32. رسم تخطيطي للعمليات التنظيمية التكيفية المستخدمة للحفاظ على انتقال متشابك طبيعي على الرغم من التغييرات التي تسببها الأدوية المختلفة وربما الأمراض. يتم تنظيم مقدار الوسيط المفرج عنه أو الذي تم تناوله. اليسار أمر طبيعي. في الوسط - بسبب عدم كفاية التوليف أو الحفاظ على الوسيط ، تزيد الخلية بعد المشبكية من عدد المستقبلات. يمينًا - مع زيادة إطلاق الوسيط ، تقلل الخلية بعد المشبكية من عدد أو كفاءة المستقبلات.

من المعتقد أن كل مرسال كيميائي يؤثر على الخلايا من خلال تغييرات بوساطة كيميائية في نفاذية الأيونات. وبالتالي ، فإن بعض الأيونات والجزيئات المستخدمة بواسطة هذا الوسيط أو ذاك تصبح المكافئ الكيميائي للإشارة المرسلة.

الاختلاف في الوظائف العصبية

كما رأينا ، يجب على الخلية العصبية إكمال مهام معينة بنجاح حتى تعمل كجزء من شبكة عصبية محددة. الوسيط الذي يستخدمه يجب أن ينقل معلومات معينة. يجب أن يكون للخلايا العصبية مستقبلات سطحية يمكنها من خلالها ربط الناقل العصبي عند نقاط الاشتباك العصبي. يجب أن يحتوي على احتياطيات الطاقة اللازمة "لضخ" الأيونات الزائدة مرة أخرى عبر الغشاء. يجب أن تنقل الخلايا العصبية ذات المحاور المتفرعة الطويلة أيضًا الإنزيمات والناقلات العصبية والجزيئات الأخرى من المناطق المركزية من السيتوبلازم ، حيث يتم تصنيعها ، إلى الأجزاء البعيدة من التشعبات والمحاور ، حيث ستكون هناك حاجة إلى هذه الجزيئات. عادةً ما يعتمد المعدل الذي تؤدي به الخلايا العصبية هذه الوظائف على كتلة أنظمة التغصني والمحور العصبي وعلى المستوى العام لنشاط الخلية.

يمكن أن يتغير إنتاج الطاقة الكلي - النشاط الأيضي للخلية - وفقًا لمتطلبات التفاعلات العصبية الداخلية (الشكل 32). يمكن للخلايا العصبية أن تزيد من قدرتها على تخليق ونقل جزيئات معينة خلال فترات زيادة النشاط. بنفس الطريقة ، مع وجود حمل وظيفي صغير ، يمكن للخلايا العصبية أن تقلل من مستوى النشاط. تسمح هذه القدرة على تنظيم العمليات الأساسية داخل الخلايا للخلايا العصبية بالتكيف بمرونة مع مجموعة متنوعة من مستويات النشاط.

التحديد الجيني للأنواع الرئيسية للشبكات العصبية

لكي يعمل الدماغ بشكل طبيعي ، يجب أن تجد تدفقات الإشارات العصبية طرقها المناسبة بين خلايا الأنظمة الوظيفية المختلفة والجمعيات الأقاليمية. في الفصل الأول ، حصلنا على بعض المعلومات الأساسية حول العملية المعقدة لبناء وتطوير الدماغ. ومع ذلك ، لا يزال لغز كيفية نمو المحاور والتغصنات لخلية عصبية معينة في الاتجاه المحدد لإنشاء روابط محددة ضرورية لعملها. وفي الوقت نفسه ، فإن حقيقة أن الآليات الجزيئية المحددة التي تكمن وراء العديد من عمليات التكوُّن لم يتم اكتشافها بعد لا ينبغي أن تحجب عنا حقيقة أخرى ، بل وأكثر إثارة للدهشة ، وهي أنه من جيل إلى جيل في دماغ الحيوانات النامية. حقًايتم إنشاء الاتصالات اللازمة. تشير الأبحاث في مجال التشريح العصبي المقارن إلى أن الخطة الأساسية لهيكل الدماغ قد تغيرت قليلاً جدًا في عملية التطور. دائمًا ما تتصل الخلايا العصبية لجهاز المستقبل البصري المتخصص - الشبكية - بالخلايا العصبية الثانوية للبصر ، وليس بالجهاز السمعي أو اللمسي. في الوقت نفسه ، دائمًا ما تذهب الخلايا العصبية السمعية الأولية من العضو السمعي المتخصص ، القوقعة ، إلى الخلايا العصبية الثانوية للجهاز السمعي ، وليس الجهاز البصري أو الشمي. بالضبط نفس خصوصية الاتصالات هي سمة أي نظام في الدماغ.

الجودة العالية لبنية الدماغ ضرورية. يبدو أن النطاق العام للاتصالات لمعظم الخلايا العصبية محدد مسبقًا. مقدماً، وهذا التحديد المسبق يتعلق بتلك الخصائص الخلوية التي يعتبرها العلماء خاضعة للرقابة وراثيا. تحدد مجموعة الجينات المخصصة للتعبير في الخلية العصبية النامية بطريقة ما نوعًا ما لم تثبت بشكل كامل كلاً من النوع المستقبلي لكل خلية عصبية وانتمائها إلى شبكة أو شبكة أخرى. ينطبق مفهوم الحتمية الجينية على جميع السمات الأخرى لعصب معين - على سبيل المثال ، على الوسيط الذي تستخدمه ، على حجم الخلية وشكلها. يتم تحديد كل من العمليات داخل الخلايا والتفاعلات بين الخلايا العصبية من خلال التخصص الجيني للخلية.

ثلاثة أنواع محددة وراثيا من الشبكات العصبية

لجعل مفهوم التحديد الجيني للشبكات العصبية أكثر قابلية للفهم ، دعونا نقلل من عددها ونتخيل أن نظامنا العصبي يتكون من 9 خلايا فقط (انظر الشكل 33). سيساعدنا هذا التبسيط العبثي في ​​رؤية الأنواع الثلاثة الرئيسية للشبكات الموجودة في كل مكان - إدخال فردي هرمي ومحلي ومتباين. على الرغم من أن عدد العناصر في الشبكات قد يختلف ، إلا أن الأنواع الثلاثة المحددة يمكن أن تكون بمثابة أساس لبناء مخطط تصنيف موثوق.

الشبكات الهرمية. يمكن رؤية أكثر أنواع الوصلات العصبية الداخلية شيوعًا في المسارات الحسية والحركية الرئيسية. في الأنظمة الحسية ، يتصاعد التنظيم الهرمي ؛ يتضمن مستويات خلوية مختلفة ، تدخل المعلومات من خلالها إلى المراكز العليا - من المستقبلات الأولية إلى الخلايا العصبية المقسمة الثانوية ، ثم إلى المستوى الثالث ، إلخ. يتم تنظيم الأنظمة الحركية وفقًا لمبدأ التسلسل الهرمي التنازلي ، حيث "تنزل" الأوامر من الجهاز العصبي إلى العضلات: الخلايا الموجودة ، بالمعنى المجازي ، "أعلاه" تنقل المعلومات إلى الخلايا الحركية المحددة في الحبل الشوكي ، وتلك الموجودة في تحول - إلى مجموعات معينة من خلايا العضلات.

توفر الأنظمة الهرمية نقلًا دقيقًا للغاية للمعلومات. نتيجة ل التقارب(من اللاتينية تتقارب - تتقارب إلى مركز واحد) - عندما تتلامس عدة خلايا عصبية من مستوى واحد مع عدد أقل من الخلايا العصبية في المستوى التالي ، أو الاختلافات(من lat. divergo - انحرف ، ابتعد) - عندما يتم إنشاء جهات اتصال مع عدد كبير من الخلايا في المستوى التالي ، يتم تصفية المعلومات وتضخيم الإشارات. لكن ، مثل أي سلسلة ، لا يمكن للنظام الهرمي أن يكون أقوى من أضعف حلقة فيه. أي تعطيل (من اللاتينية in- ، بادئة تعني النفي) من أي مستوى ، بسبب الإصابة أو المرض أو السكتة الدماغية أو الورم ، يمكن أن يعطل النظام بأكمله. ومع ذلك ، فإن التقارب والتباعد يتركان للدوائر فرصة للبقاء على قيد الحياة حتى لو تضررت بشدة.إذا تم تدمير الخلايا العصبية من نفس المستوى جزئيًا ، فلا يزال بإمكان الخلايا المتبقية دعم عمل الشبكة.

أرز. 33. شبكة عصبية من 9 خلايا (مخطط). على طول المحيط - ترتبط الخلايا العصبية ببعضها البعض في سلسلة هرمية ، نموذجية لشبكات الأنظمة الحسية والحركية. يوجد في المركز شبكة متباينة بمدخل واحد (الخلايا 5 ، 7 ، 8 ، 9) ، نموذجي للأنظمة أحادية الأمين ، حيث يتصل أحد الخلايا العصبية بعدد كبير من الأهداف. على اليسار - خلية عصبية شبكية محلية (6) ، تقيم اتصالات بشكل أساسي مع خلايا من بيئتها المباشرة.

الأنظمة الهرمية موجودة ، بالطبع ، ليس فقط في المسارات الحسية أو الحركية. يعتبر نفس النوع من الاتصالات نموذجيًا لجميع الشبكات التي تؤدي بعض الوظائف المحددة ، أي للأنظمة التي أطلقنا عليها "التحالفات" (الفصل 1) وستتم مناقشتها بمزيد من التفصيل في الفصول اللاحقة.

الشبكات المحلية.لقد تحدثنا بالفعل عن الخلايا العصبية ذات المحاور القصيرة. إذا كانت الخلية تحتوي على محور عصبي قصير ، وقصير جدًا بحيث لا يوجد مكان تنتشر فيه موجات النشاط الكهربائي ، فمن الواضح أن مهام مثل هذا العصبون ومجال تأثيره يجب أن يكون محدودًا للغاية. تعمل الخلايا العصبية للشبكات المحلية كمرشحات ، وتحافظ على تدفق المعلومات ضمن مستوى هرمي واحد. يبدو أنها منتشرة في جميع شبكات الدماغ.

يمكن أن يكون للشبكات المحلية تأثير مثير أو مثبط على الخلايا العصبية المستهدفة. يمكن أن يؤدي الجمع بين هذه الميزات مع نوع متباين أو متقارب للإرسال على مستوى هرمي معين إلى توسيع تدفق المعلومات أو تضييقه أو إعادة تركيزه.

شبكات متشعبة بمدخل واحد.تحتوي بعض الشبكات العصبية على مجموعات أو طبقات من الخلايا العصبية التي يشكل فيها أحد الخلايا العصبية اتصالات ناتجة مع عدد كبير جدًا من الخلايا الأخرى (في مثل هذه الشبكات ، يصل الاختلاف إلى حدود قصوى). لم تبدأ دراسة الشبكات من هذا النوع إلا مؤخرًا ، والأماكن الوحيدة التي تحدث فيها (على حد علمنا حاليًا) هي في بعض أجزاء الدماغ المتوسط ​​وجذع الدماغ. تتمثل مزايا مثل هذا النظام في أنه يمكن أن يؤثر على العديد من الخلايا العصبية في وقت واحد ويتواصل أحيانًا مع جميع المستويات الهرمية ، وغالبًا ما يتجاوز التحالفات الحسية والحركية والوظيفية المحددة.

نظرًا لأن نطاق هذه الشبكات لا يقتصر على أي نظام له وظائف محددة ، فإن المسارات المتباينة لهذه الشبكات تسمى أحيانًا غير محدد. ومع ذلك ، نظرًا لأن مثل هذه الشبكات يمكن أن تؤثر على مجموعة متنوعة من المستويات والوظائف ، فإنها تلعب دورًا كبيرًا في تكامل العديد من أنشطة الجهاز العصبي (انظر الفصل 4). بمعنى آخر ، تعمل هذه الأنظمة كمنظمين ومديرين للأحداث الجماهيرية ، وتوجيه الإجراءات المنسقة لمجموعات كبيرة من الناس. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الوسطاء المستخدمين في الأنظمة المتباينة ذات الدخول الواحد هم وسطاء "مشروطون": يعتمد تأثيرهم على الظروف التي تحدث في ظلها. هذه التأثيرات مهمة جدًا أيضًا للآليات التكاملية (تكامل خطوط الطول - الاستعادة ، التجديد ، من عدد صحيح - كامل). ومع ذلك ، فإن الشبكات المتباينة من هذا النوع تشكل جزءًا صغيرًا فقط من جميع الشبكات العصبية.

تقلب أنواع الشبكات المحددة وراثيا

على الرغم من أن الصورة العامة لاتصالات شبكات وظيفية محددة متشابهة بشكل مدهش في جميع أعضاء نفس النوع ، فإن تجربة كل فرد يمكن أن تؤثر مزيد من التأثيرعلى الوصلات العصبية ، مما يتسبب في تغييرات فردية فيها وتصحيح وظيفتها.

تخيل ، على سبيل المثال ، أنه في أدمغة معظم الفئران ، يتم توصيل كل خلية عصبية من المستوى 3 في النظام البصري بحوالي 50 خلية مستهدفة من المستوى 4 - تباعد ضئيل نسبيًا في نظام هرمي للغاية. لنرى الآن ماذا يحدث إذا نشأ فأر في ظلام دامس؟ سيؤدي نقص المدخلات إلى إعادة ترتيب التسلسل الهرمي البصري ، بحيث أن كل خلية من المستوى 3 ستتصل فقط بـ 5 أو 10 من الخلايا العصبية من المستوى 4 بدلاً من 50 المعتادة. ومع ذلك ، إذا قمنا بفحص الخلايا العصبية من المستوى 4 تحت المجهر ، فسنقوم نرى أنه ليس لديهم نقص في نقاط الاشتباك العصبي. على الرغم من أن الخلايا العصبية المرئية من المستوى الثالث ، بسبب قلة عدد الاتصالات ، تنقل المعلومات إلى المستوى الرابع إلى حد محدود ، فإن نقصها يتم تعويضه عن طريق أنظمة حسية أخرى. في فئراننا ، في الفضاء المشبكي الذي يمكن الوصول إليه من المستوى الرابع ، تتم عملية المعالجة الموسعة للمعلومات السمعية والشمية.

دعونا ننظر في حالة أخرى حيث لا يكون نفس التأثير واضحًا. وفقًا لبعض البيانات ، يمكن أن تؤثر شدة الإشارات العصبية الداخلية على درجة تطور الاتصالات المشبكية بين المستويات. يرى عدد من العلماء أن بعض أشكال الذاكرة ترجع إلى التغيرات في فعالية مثل هذه الاتصالات. يمكن أن ترتبط هذه التغييرات بكل من البنية المجهرية (زيادة أو نقصان في عدد نقاط الاشتباك العصبي بين الخلية A والخلية B) ، وبعمل الوسطاء المشاركين في إرسال الإشارات (التغييرات في كميات الوسيط التي تم توليفها وإطلاقها بواسطة خلية واحدة ، أو درجة تفاعل خلية أخرى) (انظر الشكل 32 أعلاه). هذا الضبط الدقيق للوظائف التشابكية المحلية مهم للغاية في بعض اضطرابات الدماغ التي لا نعرف عنها إلا القليل (انظر الفصل 9). يمكن أن تسبب أصغر التغييرات التي تحدث على مستوى النشاط المشبكي بالفعل شذوذًا سلوكيًا ، لكن هذه التغييرات صغيرة جدًا بحيث يصعب تحديد دورها حقًا.

الخلايا العصبية ليست فريدة في قدرتها على التغيير الوظيفي. في العديد من الأنسجة الأخرى ، يمكن أن تتغير الخلايا أيضًا ، وتتكيف مع الحمل. إذا أخذنا عينة صغيرة من الأنسجة من عضلة الفخذ الرباعية من رافع أثقال مبتدئ ، ومن ثم بعد عدة أشهر من التدريب المكثف ، فسنرى أن كل ليف عضلي يحتوي على ألياف عضلية أكبر قليلاً الآن مقلصة ويزداد عدد هذه الألياف. تقشر الخلايا القديمة من جلدك وتلك التي تتشكل الجهاز الهضمي، يتم استبدالها يوميًا بأخرى جديدة ؛ ومع ذلك ، فإن هذه الخلايا لديها القدرة التي لا تمتلكها الخلايا العصبية - يمكنها الانقسام. الخلايا العصبية مبرمجة وراثيًا لتوليف جزيئات معينة تجعل المشابك تعمل ، وكذلك لتكوين روابط محددة جدًا ، لكنها غير قادرة على الانقسام. تخيل ماذا سيحدث إذا بدأت الخلايا العصبية في الانقسام بعد تكوين وصلات متشابكة. كيف ستتمكن الخلية من توزيع إشارات الإدخال والإخراج الخاصة بها للحفاظ على التوصيلات القديمة؟

على الرغم من أن الخلايا العصبية لا يمكن أن تنقسم ، إلا أنها تتمتع بقدرة أكبر على إعادة التشكيل التكيفي من الخلايا الأخرى. أظهرت التجارب التي تمت فيها إزالة جزء صغير من الدماغ ثم ملاحظتها على مدى عدة أسابيع لمعرفة كيفية تفاعل الأجزاء المتبقية أن بعض الخلايا العصبية يمكنها بالفعل تنظيم مدى تواصلها مع الأهداف. كقاعدة عامة ، في حالة تلف بعض نقاط الاشتباك العصبي في إحدى الخلايا العصبية ، يمكن للخلايا العصبية الأخرى غير التالفة تعويض الروابط المفقودة للدائرة عن طريق تسريع العملية الطبيعية لاستبدال المشابك. إذا كان على خليتين عصبيتين "الاتصال" بشكل أكثر كثافة ، يمكن أن يزداد عدد الروابط بينهما بإضافة نقاط تشابك عصبية جديدة مع الحفاظ على الخلايا القديمة.

على ما يبدو ، فإن الطبيعة الثابتة للبنية العيانية للجهاز العصبي قد حجبت عنا حقيقة النمو المستمر والموت للوصلات. حتى أن هناك رأيًا مفاده أن الخلايا العصبية في الحالة الطبيعية طوال الوقت تشكل روابط جديدة مع أهدافها. بمجرد تشكيل نقاط الاشتباك العصبي الجديدة ، يتم تدمير القديمة. يمكن لمثل هذا الاستبدال أن يعوض على الأرجح عن تآكل الروابط نتيجة تشغيلها الطويل والمستمر.

في حين أن الفكرة العريقة التي تقول إن أدمغتنا لا تستطيع تجديد الخلايا المفقودة لا تزال صحيحة ، تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الخلايا العصبية السليمة تتمتع بمرونة هيكلية كبيرة. هذه النظرة الأكثر ديناميكية لتقلبات الدماغ تفتح مجالاً واسعاً من البحث. ولكن قبل أن نبدأ في فهم كيف يمكن أن تتغير الاتصالات المشبكية ، لا يزال لدينا الكثير لنتعلمه.

من كتاب أساسيات علم النفس الفسيولوجي مؤلف الكسندروف يوري

2.7. الخلايا العصبية في شبكية العين ترتبط مستقبلات الشبكية بشكل متشابك بالخلايا العصبية ثنائية القطب (انظر الشكل 4.2). تحت تأثير الضوء ، ينخفض ​​إطلاق الوسيط من المستقبل الضوئي ، مما يؤدي إلى فرط استقطاب غشاء الخلية ثنائية القطب. من ذلك ، تنتقل الإشارة العصبية إلى

من كتاب الدماغ يحكي [ما الذي يجعلنا بشرًا] مؤلف راماشاندران فيليانور س.

3.4. تعديل الخلايا العصبية في الجهاز العصبي ، تم تحديد مجموعة خاصة من الخلايا - الخلايا العصبية المعدلة ، والتي لا تسبب بحد ذاتها رد فعل ، ولكنها تنظم نشاط الخلايا العصبية الأخرى. هم يشكلون اتصالات المشبك على المشبك مع الخلايا العصبية الأخرى. تحوير الخلايا العصبية

من كتاب التطور البشري. الكتاب الثاني: القرود والخلايا العصبية والروح مؤلف ماركوف الكسندر فلاديميروفيتش

الفصل 4 العصبونات التي حددت الحضارة حتى عندما نكون وحدنا ، كم مرة نفكر بألم وسعادة فيما يعتقده الآخرون عنا ، في موافقتهم أو رفضهم المتخيل ؛ كل هذا ينبع من القدرة على التعاطف ، وهو عنصر أساسي في المجتمع

من كتاب Connect. كيف يجعلنا الدماغ ما نحن عليه مؤلف سيونغ سيباستيان

تتنافس الخلايا العصبية على حق التذكر: غالبًا ما يحدث أن نفس الإشارات المهمة التي يجب تذكرها يتم تلقيها في وقت واحد من قبل عدد كبير جدًا من الخلايا العصبية. هل هم جميعا بحاجة للمشاركة في التذكر؟ للوهلة الأولى يبدو أن هذا ليس عقلانيًا للغاية. بعد كل ذلك

من كتاب المؤلف

الفصل 4 فقط الخلايا العصبية حول النبضات العصبية وإنتاج الناقلات العصبية - هذا كل شيء. حسنًا ، يتم التعبير عن وعينا فقط من خلال هذه العمليات الفيزيائية التي تحدث في جمجمتنا؟ علماء الأعصاب ليس لديهم أدنى شك في أن هذا صحيح. لكن معظم الناس

من كتاب المؤلف

الفصل الرابع: الخلايا العصبية الموجودة فقط ... تسمح له بعمل ملاحظات علمية ... Quiroga et al. ، 2005. حتى صورة جوليا روبرتس ... تجربة فريد مذهلة ، لأنها أجريت على الناس. تكون النتائج أقل إثارة للإعجاب إذا كنت معتادًا على عمل أسلافه الذين

14 ديسمبر 2017

الخلايا العصبية هي مجموعة خاصة من خلايا الجسم التي توزع المعلومات في جميع أنحاء الجسم. باستخدام الإشارات الكهربائية والكيميائية ، فهي تساعد الدماغ على تنسيق جميع الوظائف الحيوية.

لتوضيح الأمر ببساطة ، تتمثل مهمة الجهاز العصبي في جمع الإشارات من البيئة أو من الجسم ، وتقييم الموقف ، وتحديد كيفية الاستجابة لها (على سبيل المثال ، تغيير معدل ضربات القلب) ، وكذلك التفكير فيما يحدث وتذكرها. الأداة الرئيسية لأداء هذه المهام هي الخلايا العصبية ، المنسوجة في جميع أنحاء الجسم في شبكة معقدة.

متوسط ​​تقدير عدد الخلايا العصبية في الدماغ هو 86 مليارًا ، كل منها متصل بـ 1000 خلية عصبية أخرى. هذا يخلق شبكة لا تصدق من التفاعل. العصبون هو الوحدة الأساسية للجهاز العصبي.

تشكل الخلايا العصبية (الخلايا العصبية) حوالي 10٪ من الدماغ ، والباقي عبارة عن خلايا دبقية وخلايا نجمية ، وظيفتها الحفاظ على الخلايا العصبية وتغذيتها.

كيف تبدو الخلية العصبية؟

يمكن تقسيم بنية الخلية العصبية إلى ثلاثة أجزاء:

جسم الخلايا العصبية (سوما) - يتلقى المعلومات. يحتوي على نواة الخلية.

· التشعبات هي عمليات قصيرة تتلقى المعلومات من الخلايا العصبية الأخرى.

يعد المحور العصبي عملية طويلة تنقل المعلومات من جسم الخلية العصبية إلى الخلايا الأخرى. في أغلب الأحيان ، ينتهي المحور العصبي بمشبك (اتصال) مع تشعبات الخلايا العصبية الأخرى.

تسمى التشعبات والمحاور العصبية بالألياف العصبية.

تختلف المحاور بشكل كبير في الطول ، من بضعة مليمترات إلى متر أو أكثر. أطول محاور العقد الشوكية.

أنواع الخلايا العصبية

يمكن تصنيف الخلايا العصبية وفقًا لعدة معايير ، على سبيل المثال ، وفقًا للهيكل أو الوظيفة المؤداة.

أنواع الخلايا العصبية حسب الوظيفة:

الخلايا العصبية الفعالة (الحركية) - تنقل المعلومات من الجهاز العصبي المركزي (الدماغ والحبل الشوكي) إلى الخلايا في أجزاء أخرى من الجسم.

الخلايا العصبية الوافدة (الحساسة) - تجمع المعلومات من الجسم كله وتحملها إلى الجهاز العصبي المركزي.

· الخلايا العصبية الداخلية - تنقل المعلومات بين الخلايا العصبية ، غالبًا داخل الجهاز العصبي المركزي.

كيف تنقل الخلايا العصبية المعلومات؟

تقوم الخلية العصبية ، التي تتلقى المعلومات من الخلايا الأخرى ، بتجميعها حتى تتجاوز عتبة معينة. بعد ذلك ، ترسل العصبون دفعة كهربائية أسفل المحور العصبي - وهو جهد فعل.

يتم إنشاء جهد فعل من خلال حركة الجسيمات المشحونة كهربائيًا عبر غشاء المحور.

في حالة الراحة ، تكون الشحنة الكهربائية داخل الخلية العصبية سالبة بالنسبة للسائل بين الخلايا المحيط بها. هذا الاختلاف يسمى جهد الغشاء. عادة 70 مللي فولت.

عندما يتلقى جسم الخلية العصبية شحنة كافية و "تشتعل" ، يحدث نزع الاستقطاب في الجزء المجاور للمحور - يرتفع جهد الغشاء بسرعة ثم ينخفض ​​في حوالي 1/1000 من الثانية. تؤدي هذه العملية إلى إزالة الاستقطاب من القسم المجاور للمحور ، وما إلى ذلك ، حتى ينتقل الدافع على طول المحور العصبي بالكامل. بعد عملية إزالة الاستقطاب ، يحدث فرط الاستقطاب - حالة راحة قصيرة المدى ، وفي هذه اللحظة يكون انتقال النبضات مستحيلاً.

غالبًا ما يتم إنشاء جهد الفعل بواسطة أيونات البوتاسيوم (K +) والصوديوم (Na +) ، والتي تنتقل عبر القنوات الأيونية من السائل بين الخلايا إلى الخلية والعودة ، مما يؤدي إلى تغيير شحنة الخلايا العصبية وجعلها أولًا موجبة ، ثم تقليلها .

يزود جهد الفعل الخلية بمبدأ الكل أو لا شيء ، أي أن الدافع إما ينتقل أو لا ينتقل. سوف تتراكم الإشارات الضعيفة في جسم الخلية العصبية حتى تكفي شحنتها لتنتقل من خلال العمليات.

المايلين

المايلين مادة سميكة بيضاء تغطي معظم المحاور. يوفر هذا الطلاء عزلًا كهربائيًا للألياف ويزيد من سرعة النبض الذي يمر عبره.

الألياف النخاعية مقابل غير الملقحة.

يتم إنتاج المايلين بواسطة خلايا شوان في المحيط وعن طريق الخلايا الدبقية قليلة التغصن في الجهاز العصبي المركزي. على طول مسار الألياف ، ينقطع غمد المايلين - هذه هي عُقد رانفييه. ينتقل جهد الفعل من اعتراض إلى اعتراض ، مما يضمن نقل النبضات السريع.

هذا مرض شائع وخطير مثل تصلب متعددبسبب تدمير غمد الميالين.

كيف تعمل المشابك

الخلايا العصبية والأنسجة التي تنقل النبض إليها لا تتلامس جسديًا ، فهناك دائمًا مسافة بين الخلايا - المشبك.

اعتمادًا على طريقة نقل المعلومات ، يمكن أن تكون المشابك كيميائية أو كهربائية.

المشبك الكيميائي

بعد أن تصل الإشارة ، التي تتحرك على طول عملية الخلايا العصبية ، إلى المشبك ، وهناك إطلاق للمواد الكيميائية - الناقلات العصبية (الناقلات العصبية) في الفراغ بين الخلايا العصبية. هذه المساحة تسمى الشق المشبكي.

رسم تخطيطي لهيكل المشبك الكيميائي.

يتفاعل ناقل عصبي من الخلايا العصبية الناقلة (قبل المشبكي) ، الذي يدخل الشق المشبكي ، مع المستقبلات الموجودة على غشاء الخلايا العصبية المستقبلة (ما بعد المشبكي) ، ويبدأ سلسلة كاملة من العمليات.

أنواع المشابك الكيميائية:

الجلوتاماتيرجيك - الوسيط هو حمض الجلوتاميك ، له تأثير محفز على المشبك ؛

GABA-ergic - الوسيط هو حمض جاما أمينوبوتيريك (GABA) ، له تأثير مثبط على المشبك ؛

كوليني - الوسيط هو أستيل كولين ، ينفذ النقل العصبي العضلي للمعلومات ؛

الأدرينالين - الوسيط هو الأدرينالين.

المشابك الكهربائية

المشابك الكهربائية أقل شيوعًا وشيوعًا في الجهاز العصبي المركزي. تتواصل الخلايا من خلال قنوات بروتينية خاصة. تقع الأغشية قبل المشبكي وما بعد المشبكي في المشابك الكهربائية بالقرب من بعضها البعض ، وبالتالي فإن النبضة قادرة على الانتقال مباشرة من خلية إلى أخرى.

إن سرعة انتقال النبضات عبر المشابك الكهربائية أعلى بكثير من سرعة انتقالها من خلال المشابك الكيميائية ، لذا فهي تقع بشكل أساسي في تلك الأقسام التي تتطلب تفاعلًا سريعًا ، على سبيل المثال ، تلك المسؤولة عن ردود الفعل الوقائية.

هناك اختلاف آخر بين نوعي المشابك وهو في اتجاه نقل المعلومات: إذا كان بإمكان المشابك الكيميائية نقل نبضة في اتجاه واحد فقط ، فإن المشابك الكهربائية تكون عالمية بهذا المعنى.

خاتمة

ربما تكون الخلايا العصبية هي أكثر الخلايا غرابة في الجسم. يتم توفير كل عمل يقوم به جسم الإنسان من خلال عمل الخلايا العصبية. معقد الشبكة العصبيةأشكال الشخصية والوعي. هم مسؤولون عن ردود الفعل الأكثر بدائية والعمليات الأكثر تعقيدًا المرتبطة بالتفكير.