Khả năng của tế bào để đáp ứng với các kích thích từ thế giới bên ngoài là tiêu chí chính của một cơ thể sống. Các yếu tố cấu trúc của mô thần kinh - tế bào thần kinh của động vật có vú và con người - có khả năng biến đổi các kích thích (ánh sáng, khứu giác, sóng âm thanh) thành quá trình kích thích. Kết quả cuối cùng của nó là một phản ứng đầy đủ của cơ thể trước các ảnh hưởng khác nhau của môi trường. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ nghiên cứu chức năng của các tế bào thần kinh của não và các bộ phận ngoại vi của hệ thần kinh, đồng thời xem xét việc phân loại các tế bào thần kinh có liên quan đến đặc điểm hoạt động của chúng trong cơ thể sống.
Hình thành mô thần kinh
Trước khi nghiên cứu các chức năng của tế bào thần kinh, chúng ta hãy xem cách các tế bào tế bào thần kinh được hình thành. Ở giai đoạn tinh vân, ống thần kinh được đặt trong phôi. Nó được hình thành từ biểu bìlá với một dày - mảng thần kinh. Phần cuối mở rộng của ống sau này sẽ tạo thành năm phần dưới dạng bong bóng não. Chúng tạo thành các bộ phận của não. Phần chính của ống thần kinh trong quá trình phát triển phôi thai tạo thành tủy sống, từ đó 31 cặp dây thần kinh khởi hành.
Các tế bào thần kinh của não kết hợp với nhau để tạo thành hạt nhân. 12 cặp dây thần kinh sọ xuất hiện từ chúng. Trong cơ thể con người, hệ thống thần kinh được phân biệt thành phần trung tâm - não và tủy sống, bao gồm các tế bào tế bào thần kinh và mô hỗ trợ - tế bào thần kinh. Phần ngoại vi bao gồm phần sinh dưỡng và phần sinh dưỡng. Các đầu dây thần kinh của chúng bao bọc bên trong tất cả các cơ quan và mô của cơ thể.
Tế bào thần kinh là đơn vị cấu trúc của hệ thần kinh
Chúng có kích thước, hình dạng và đặc tính khác nhau. Các chức năng của nơron rất đa dạng: tham gia hình thành các cung phản xạ, nhận biết kích thích từ môi trường bên ngoài, truyền dẫn kích thích đến các tế bào khác. Một tế bào thần kinh có một số nhánh. Sợi dài là sợi trục, sợi ngắn phân nhánh và được gọi là đuôi gai.
Các nghiên cứu tế bào học đã phát hiện ra trong cơ thể của một tế bào thần kinh có một nhân với một hoặc hai nucleoli, một lưới nội chất hình thành tốt, nhiều ty thể và một bộ máy tổng hợp protein mạnh mẽ. Nó được đại diện bởi các ribosome và các phân tử RNA và mRNA. Những chất này tạo nên một cấu trúc cụ thể của tế bào thần kinh - chất của Nissl. Tính đặc thù của tế bào thần kinh - một số lượng lớn các quá trình góp phần tạo nên chức năng chính của tế bào thần kinh là dẫn truyền thần kinhcác xung động. Nó được cung cấp bởi cả đuôi gai và sợi trục. Tế bào thần kinh trước đây nhận biết tín hiệu và truyền chúng đến phần thân của tế bào thần kinh, còn sợi trục, quá trình rất dài duy nhất, dẫn truyền sự kích thích đến các tế bào thần kinh khác. Tiếp tục tìm câu trả lời cho câu hỏi: tế bào thần kinh thực hiện chức năng gì, chúng ta hãy chuyển sang cấu trúc của một chất như tế bào thần kinh.
Cấu trúc mô thần kinh
Tế bào thần kinh được bao bọc bởi một chất đặc biệt có đặc tính hỗ trợ và bảo vệ. Nó cũng có một khả năng đặc trưng để phân chia. Kết nối này được gọi là neuroglia.
Cấu trúc này liên kết chặt chẽ với các tế bào thần kinh. Vì các chức năng chính của tế bào thần kinh là tạo ra và dẫn truyền các xung thần kinh, các tế bào thần kinh đệm chịu ảnh hưởng của quá trình kích thích và thay đổi các đặc tính điện của chúng. Ngoài các chức năng dinh dưỡng và bảo vệ, glia cung cấp các phản ứng trao đổi chất trong tế bào thần kinh và góp phần vào tính dẻo của mô thần kinh.
Cơ chế dẫn truyền kích thích ở tế bào thần kinh
Mỗi tế bào thần kinh tạo thành vài nghìn điểm tiếp xúc với các tế bào thần kinh khác. Các xung điện, là cơ sở của quá trình kích thích, được truyền từ phần thân của tế bào thần kinh dọc theo sợi trục, và nó tiếp xúc với các thành phần cấu trúc khác của mô thần kinh hoặc đi trực tiếp vào cơ quan làm việc, ví dụ, vào cơ. Để xác lập nơron thực hiện chức năng gì, cần nghiên cứu cơ chế dẫn truyền kích thích. Nó được thực hiện bởi các sợi trục. Trong dây thần kinh vận động, chúng được bao phủ bởi một lớp vỏ myelin và được gọi là puli. Trong thực vậthệ thần kinh là những quá trình không có myelin. Thông qua chúng, kích thích sẽ xâm nhập vào tế bào thần kinh lân cận.
Synapse là gì
Nơi hai tế bào gặp nhau được gọi là khớp thần kinh. Sự chuyển giao kích thích trong nó xảy ra với sự trợ giúp của các chất hóa học - chất trung gian, hoặc bằng cách truyền các ion từ tế bào thần kinh này sang tế bào thần kinh khác, tức là bằng các xung điện.
Do sự hình thành các khớp thần kinh, các tế bào thần kinh tạo nên cấu trúc dạng lưới của phần thân não và tủy sống. Nó được gọi là sự hình thành lưới, bắt đầu từ phần dưới của ống tủy và bắt giữ các nhân của thân não, hoặc các tế bào thần kinh não. Cấu trúc lưới duy trì trạng thái hoạt động của vỏ não và chỉ đạo các hoạt động phản xạ của tủy sống.
Trí tuệ nhân tạo
Ý tưởng về kết nối khớp thần kinh giữa các nơ-ron của hệ thần kinh trung ương và nghiên cứu các chức năng của thông tin dạng lưới hiện đang được khoa học thể hiện dưới dạng một mạng lưới thần kinh nhân tạo. Trong đó, đầu ra của một tế bào thần kinh nhân tạo này được kết nối với đầu vào của tế bào khác bằng các kết nối đặc biệt sao chép các khớp thần kinh thực trong chức năng của chúng. Chức năng kích hoạt tế bào thần kinh của máy tính thần kinh nhân tạo là tổng hợp tất cả các tín hiệu đầu vào đi vào tế bào thần kinh nhân tạo, được chuyển thành hàm phi tuyến của thành phần tuyến tính. Nó còn được gọi là chức năng truyền động (chuyển giao). Khi tạo ra trí tuệ nhân tạo, được sử dụng rộng rãi nhất là các chức năng kích hoạt tuyến tính, bán tuyến tính và từng bước.nơ-ron.
Tế bào thần kinh liên quan
Chúng còn được gọi là nhạy cảm và có quá trình ngắn xâm nhập vào các tế bào của da và tất cả các cơ quan nội tạng (cơ quan thụ cảm). Nhận thức được kích thích của môi trường bên ngoài, các thụ thể biến đổi chúng thành quá trình kích thích. Tùy thuộc vào loại kích thích, các đầu dây thần kinh được chia thành: cơ quan thụ cảm, cơ quan thụ cảm, cơ quan thụ cảm. Do đó, các chức năng của một tế bào thần kinh nhạy cảm là nhận thức các kích thích, phân biệt chúng, tạo ra kích thích và truyền nó đến hệ thần kinh trung ương. Tế bào thần kinh cảm giác đi vào sừng lưng của tủy sống. Cơ thể của chúng nằm trong các hạch (hạch) nằm ngoài hệ thần kinh trung ương. Đây là cách hình thành các hạch của dây thần kinh sọ và cột sống. Tế bào thần kinh hướng tâm có một số lượng lớn đuôi gai; cùng với sợi trục và thân, chúng là thành phần thiết yếu của tất cả các cung phản xạ. Do đó, các chức năng của một tế bào thần kinh nhạy cảm bao gồm cả việc chuyển giao quá trình kích thích đến não và tủy sống, và tham gia vào việc hình thành phản xạ.
Tính năng của interneuron
Tiếp tục nghiên cứu đặc tính của các yếu tố cấu trúc của mô thần kinh, chúng ta hãy cùng tìm hiểu xem các tế bào thần kinh thực hiện chức năng gì. Loại tế bào thần kinh này nhận các xung điện sinh học từ tế bào thần kinh cảm giác và truyền chúng:
a) interneurons khác;
b) tế bào thần kinh vận động.
Hầu hết các tế bào thần kinh trung gian đều có sợi trục, phần cuối của chúng là đầu cuối, được kết nối với các tế bào thần kinh của một trung tâm.
Tế bào thần kinh giữa các lớp, có chức năng tích hợp kích thích và phân bổ nó đến các bộ phận của hệ thần kinh trung ương, là một thành phần thiết yếu của hầu hết các cung dây thần kinh phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện. Các tế bào thần kinh kích thích thúc đẩy quá trình truyền tín hiệu giữa các nhóm chức năng của tế bào thần kinh. Các tế bào thần kinh liên lớp ức chế nhận kích thích từ trung tâm của chính chúng thông qua phản hồi. Điều này góp phần tạo ra thực tế rằng tế bào thần kinh giữa các lớp, có chức năng là dẫn truyền và lưu giữ lâu dài các xung thần kinh, đảm bảo kích hoạt các dây thần kinh tủy sống cảm giác.
Chức năng nơ-ron vận động
Motoneuron là đơn vị cấu trúc cuối cùng của cung phản xạ. Nó có một cơ thể lớn được bao bọc trong các sừng trước của tủy sống. Các tế bào thần kinh cấu tạo cơ xương bên trong có tên gọi của các yếu tố vận động này. Các tế bào thần kinh hoạt động khác xâm nhập vào các tế bào bài tiết của các tuyến và gây ra việc giải phóng các chất thích hợp: bí mật, kích thích tố. Trong hành vi phản xạ không tự nguyện (nuốt, tiết nước bọt, đại tiện), các tế bào thần kinh hoạt động xuất phát từ tủy sống hoặc từ thân não. Để thực hiện các hành động và chuyển động phức tạp, cơ thể sử dụng hai loại tế bào thần kinh ly tâm: vận động trung tâm và vận động ngoại vi. Phần thân của tế bào thần kinh vận động trung ương nằm trong vỏ não, gần Roland sulcus.
Cơ quan của các tế bào thần kinh vận động ngoại vi nuôi dưỡng các cơ ở chi, thân, cổ,nằm ở sừng trước của tủy sống, và quá trình dài của chúng - sợi trục - đi ra từ rễ trước. Chúng tạo thành các sợi vận động của 31 cặp dây thần kinh cột sống. Các tế bào thần kinh vận động ngoại vi bên trong các cơ của mặt, hầu, thanh quản và lưỡi nằm trong nhân của dây thần kinh sọ phế vị, hạ vị và hầu họng. Do đó, chức năng chính của nơ-ron vận động là dẫn truyền kích thích không bị cản trở đến các cơ, tế bào bài tiết và các cơ quan hoạt động khác.
Trao đổi chất trong tế bào thần kinh
Các chức năng chính của tế bào thần kinh - hình thành điện thế hoạt động điện sinh học và dẫn truyền nó đến các tế bào thần kinh khác, cơ, tế bào tiết - là do các đặc điểm cấu trúc của tế bào thần kinh, cũng như các phản ứng trao đổi chất cụ thể. Các nghiên cứu tế bào học đã chỉ ra rằng tế bào thần kinh chứa một số lượng lớn các ti thể tổng hợp các phân tử ATP, một mạng lưới dạng hạt phát triển với nhiều hạt ribosom. Chúng tích cực tổng hợp các protein tế bào. Màng tế bào thần kinh và các quá trình của nó - sợi trục và đuôi gai - thực hiện chức năng vận chuyển có chọn lọc các phân tử và ion. Các phản ứng trao đổi chất trong tế bào thần kinh diễn ra với sự tham gia của các enzym khác nhau và được đặc trưng bởi cường độ cao.
Truyền kích thích trong khớp thần kinh
Xem xét cơ chế dẫn truyền kích thích trong tế bào thần kinh, chúng ta đã làm quen với khớp thần kinh - sự hình thành xảy ra tại điểm tiếp xúc của hai tế bào thần kinh. Sự kích thích trong tế bào thần kinh đầu tiên gây ra sự hình thành các phân tử của các chất hóa học - chất trung gian - trong các phần phụ của sợi trục của nó. Bao gồm cácaxit amin, acetylcholine, norepinephrine. Được giải phóng từ các túi của các phần cuối syn quan trong khe hở syn quan, nó có thể ảnh hưởng đến cả màng sau synap của chính nó và ảnh hưởng đến vỏ của các tế bào thần kinh lân cận.
Các phân tử dẫn truyền thần kinh đóng vai trò như một chất gây kích thích cho một tế bào thần kinh khác, gây ra những thay đổi về điện tích trong màng của nó - một điện thế hoạt động. Do đó, sự kích thích nhanh chóng lan truyền dọc theo các sợi thần kinh và đến các bộ phận của hệ thần kinh trung ương hoặc đi vào các cơ và tuyến, gây ra hoạt động thích hợp của chúng.
Tính dẻo của nơron
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng trong quá trình hình thành phôi thai, cụ thể là ở giai đoạn tân sinh, một số lượng rất lớn các tế bào thần kinh sơ cấp phát triển từ ngoại bì. Khoảng 65% trong số họ chết trước khi sinh ra một người. Trong quá trình hình thành, một số tế bào não tiếp tục bị đào thải. Đây là một quá trình được lập trình tự nhiên. Các tế bào thần kinh, không giống như các tế bào biểu mô hoặc tế bào liên kết, không có khả năng phân chia và tái sinh, vì các gen chịu trách nhiệm cho các quá trình này bị bất hoạt trong nhiễm sắc thể của con người. Tuy nhiên, hoạt động của não và tinh thần có thể được duy trì trong nhiều năm mà không bị suy giảm đáng kể. Điều này được giải thích là do các chức năng của tế bào thần kinh, bị mất trong quá trình hình thành, sẽ được các tế bào thần kinh khác tiếp quản. Họ phải tăng cường trao đổi chất và tạo ra các kết nối thần kinh bổ sung mới để bù đắp cho các chức năng đã mất. Hiện tượng này được gọi là tính dẻo của tế bào thần kinh.
gìđược phản ánh trong các tế bào thần kinh
Vào cuối thế kỷ 20, một nhóm các nhà sinh lý học thần kinh người Ý đã thiết lập một sự thật thú vị: một tấm gương phản chiếu ý thức có thể xảy ra trong các tế bào thần kinh. Điều này có nghĩa là một bóng ma về ý thức của những người mà chúng ta giao tiếp đang được hình thành trong vỏ não. Các tế bào thần kinh có trong hệ thống gương đóng vai trò như bộ cộng hưởng cho hoạt động tinh thần của những người xung quanh. Do đó, một người có thể đoán được ý định của người đối thoại. Cấu trúc của các tế bào thần kinh như vậy cũng cung cấp một hiện tượng tâm lý đặc biệt được gọi là sự đồng cảm. Nó được đặc trưng bởi khả năng thâm nhập vào thế giới cảm xúc của người khác và đồng cảm với cảm xúc của họ.
