ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของวิวัฒนาการคือสมองและระบบประสาทที่พัฒนาขึ้นของสิ่งมีชีวิต โดยมีเครือข่ายข้อมูลที่ซับซ้อนมากขึ้นตามปฏิกิริยาเคมี แรงกระตุ้นของเส้นประสาทที่วิ่งไปตามกระบวนการของเซลล์ประสาทคือแก่นสารของกิจกรรมที่ซับซ้อนของมนุษย์ แรงกระตุ้นเกิดขึ้นในตัวมัน มันเคลื่อนที่ไปตามพวกมัน และมันคือเซลล์ประสาทที่วิเคราะห์พวกมัน กระบวนการของเซลล์ประสาทเป็นส่วนหน้าที่หลักของเซลล์เฉพาะเหล่านี้ของระบบประสาท และเราจะพูดถึงพวกเขา
ต้นกำเนิดของเซลล์ประสาท
คำถามเกี่ยวกับที่มาของเซลล์พิเศษยังคงเปิดอยู่ในปัจจุบัน มีอย่างน้อยสามทฤษฎีในเรื่องนี้ - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), พี่น้อง Hertwig (Hertwig, 1878) และ Zavarzin (Zavarzin, 1950) ทั้งหมดนี้ทำให้ความจริงที่ว่าเซลล์ประสาทเกิดขึ้นจากเซลล์ ectodermal ที่ไวต่อความรู้สึกปฐมภูมิ และรุ่นก่อนของพวกมันคือโปรตีนทรงกลมที่รวมกันเป็นกลุ่ม โปรตีนที่ได้รับเซลล์ในเวลาต่อมาเยื่อสามารถรับรู้การระคายเคือง สร้างและกระตุ้นได้
แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างของเซลล์ประสาทและกระบวนการ
เซลล์เฉพาะของเนื้อเยื่อประสาทประกอบด้วย:
- โซมะหรือร่างกายของเซลล์ประสาทซึ่งมีออร์แกเนลล์ เส้นใยประสาท และนิวเคลียส
- กระบวนการสั้นๆ หลายอย่างของเซลล์ประสาทที่เรียกว่าเดนไดรต์ หน้าที่ของพวกเขาคือการรับรู้ความตื่นตัว
- กระบวนการอันยาวนานของเซลล์ประสาท - แอกซอนที่หุ้มเหมือน "คลัตช์" ด้วยปลอกไมอีลิน หน้าที่หลักของแอกซอนคือการกระตุ้น
โครงสร้างของเซลล์ประสาททั้งหมดมีโครงสร้างของเยื่อหุ้มต่างกันและต่างกันโดยสิ้นเชิง ในบรรดาเซลล์ประสาทจำนวนมาก (ในสมองของเรามีประมาณ 25 พันล้านเซลล์) ไม่มีคู่แฝดแท้จริงทั้งในด้านรูปลักษณ์และโครงสร้าง และที่สำคัญที่สุดคือในด้านการทำงานโดยเฉพาะ
กระบวนการสั้นของเซลล์ประสาท: โครงสร้างและหน้าที่
ร่างกายของเซลล์ประสาทมีกระบวนการที่สั้นและแตกแขนงจำนวนมาก ซึ่งเรียกว่าต้นไม้เดนไดรต์หรือบริเวณเดนไดรต์ เดนไดรต์ทั้งหมดมีกิ่งก้านและจุดติดต่อกับเซลล์ประสาทอื่นๆ มากมาย เครือข่ายการรับรู้นี้จะเพิ่มระดับการรวบรวมข้อมูลจากสภาพแวดล้อมรอบ ๆ เซลล์ประสาท เดนไดรต์ทั้งหมดมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
- ค่อนข้างสั้น - สูงถึง 1 มิลลิเมตร
- พวกมันไม่มีปลอกไมอีลิน
- กระบวนการของเซลล์ประสาทเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะจากการมีอยู่ของไรโบนิวคลีโอไทด์ เอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม และเครือข่ายไมโครทูบูลที่กว้างขวางซึ่งมีอยู่ในตัวมันเองเอกลักษณ์
- พวกมันมีกระบวนการเฉพาะ - หนาม
หนามเดนไดรต์
ผลพลอยได้ของเยื่อเดนไดรต์เหล่านี้สามารถพบได้บนพื้นผิวทั้งหมดเป็นจำนวนมาก นี่คือจุดสัมผัสเพิ่มเติม (ไซแนปส์) ของเซลล์ประสาทซึ่งเพิ่มพื้นที่ของการติดต่อภายในอย่างมาก นอกจากการขยายพื้นผิวที่เปิดกว้างแล้ว ยังมีบทบาทสำคัญในสถานการณ์ที่เกิดผลกระทบรุนแรงอย่างกะทันหัน (เช่น ในกรณีที่เป็นพิษหรือขาดเลือด) จำนวนของพวกเขาในกรณีเช่นนี้เปลี่ยนแปลงอย่างมากในทิศทางของการเพิ่มขึ้นหรือลดลงและกระตุ้นให้ร่างกายเพิ่มหรือลดอัตราและจำนวนกระบวนการเผาผลาญอาหาร
ขั้นตอนการดำเนินการ
กระบวนการที่ยาวนานของเซลล์ประสาทเรียกว่าแอกซอน (ἀξον - axis, Greek) หรือเรียกอีกอย่างว่ากระบอกแกน บริเวณที่เกิดการก่อตัวของแอกซอนบนร่างกายของเซลล์ประสาท มีเนินดินที่มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของแรงกระตุ้นเส้นประสาท ที่นี่เป็นที่รวมศักยภาพของการกระทำที่ได้รับจากเดนไดรต์ของเซลล์ประสาททั้งหมด โครงสร้างของแอกซอนประกอบด้วยไมโครทูบูล แต่ออร์แกเนลล์แทบไม่มีเลย โภชนาการและการเจริญเติบโตของกระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับร่างกายของเซลล์ประสาทโดยสิ้นเชิง เมื่อแอกซอนเสียหาย ส่วนต่อพ่วงของมันจะตาย ในขณะที่ร่างกายและส่วนที่เหลือยังคงทำงานได้ และบางครั้งเซลล์ประสาทก็สามารถสร้างแอกซอนใหม่ได้ เส้นผ่านศูนย์กลางของแอกซอนมีเพียงไม่กี่ไมโครเมตร แต่ความยาวสามารถเข้าถึง 1 เมตร ตัวอย่างเช่น เป็นแอกซอนของเซลล์ประสาทไขสันหลังที่กระตุ้นแขนขาของมนุษย์
แอกซอน myelination
เซลล์ของกระบวนการยาวของเซลล์ประสาทเกิดจากเซลล์ชวาน เซลล์เหล่านี้พันรอบส่วนของซอน และลิ้นไก่ของพวกมันพันรอบมัน ไซโตพลาสซึมของเซลล์ชวานน์เกือบจะสูญหายไปโดยสมบูรณ์ และเหลือเพียงเยื่อไลโปโปรตีน (ไมอีลิน) เท่านั้นที่หลงเหลืออยู่ วัตถุประสงค์ของปลอกไมอีลินของกระบวนการอันยาวนานของร่างกายเซลล์ประสาทคือการจัดให้มีฉนวนไฟฟ้า ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความเร็วของแรงกระตุ้นเส้นประสาท (จาก 2 ม./วินาที ถึง 120 ม./วินาที) เปลือกมีรอยแตก - ข้อ จำกัด ของ Ranvier ในสถานที่เหล่านี้ แรงกระตุ้นเช่นเดียวกับกระแสธรรมชาติของกัลวานิกเข้าสู่ตัวกลางอย่างอิสระและกลับเข้ามา และอยู่ในขอบเขตของ Ranvier ที่การกระทำที่อาจเกิดขึ้น ดังนั้นแรงกระตุ้นจะเคลื่อนที่ไปตามซอนด้วยการกระโดด - จากการหดตัวไปจนถึงการหดตัว ไมอีลินเป็นสีขาว ซึ่งเป็นเกณฑ์ในการแบ่งสารสื่อประสาทออกเป็นสีเทา (ร่างกายของเซลล์ประสาท) และสีขาว (ทางเดิน)
พุ่มไม้แอกซอน
เมื่อถึงจุดสิ้นสุด แอกซอนจะแตกกิ่งหลายครั้งและเกิดเป็นพุ่ม ในตอนท้ายของแต่ละสาขาจะมีไซแนปส์ - สถานที่ที่สัมผัสกับซอนกับแอกซอนอื่น เดนไดรต์ ร่างกายของเซลล์ประสาทหรือเซลล์โซมาติก การแตกแขนงแบบหลายส่วนนี้ช่วยให้เกิด innervation และทำซ้ำของการส่งแรงกระตุ้น
ไซแนปส์เป็นจุดส่งกระแสประสาท
ไซแนปส์เป็นรูปแบบเฉพาะของเซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณผ่านสารที่เรียกว่าตัวกลาง ศักยภาพในการดำเนินการ (แรงกระตุ้นของเส้นประสาท) ถึงจุดสิ้นสุดของกระบวนการ - แอกซอนหนาซึ่งเรียกว่าบริเวณพรีไซแนปติกมีถุงน้ำหลายใบที่มีตัวกลาง (vesicles) สารสื่อประสาทเป็นโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ออกแบบมาเพื่อส่งผ่านแรงกระตุ้นเส้นประสาท (เช่น อะซิติลโคลีนในเส้นประสาทของกล้ามเนื้อ) เมื่อกระแสทรานส์เมมเบรนในรูปของศักย์กระทำไปถึงไซแนปส์ มันจะไปกระตุ้นปั๊มเมมเบรน และแคลเซียมไอออนจะเข้าสู่เซลล์ พวกเขาเริ่มต้นการแตกของถุงน้ำคนกลางเข้าสู่ช่องว่าง synaptic และผูกกับตัวรับของเยื่อหุ้มเซลล์ postsynaptic ของเครื่องรับแรงกระตุ้น อันตรกิริยานี้กระตุ้นปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียมของเมมเบรน และเกิดศักยะงานใหม่ซึ่งเหมือนกับครั้งก่อนๆ เกิดขึ้น
แอกซอนและเซลล์เป้าหมาย
ในกระบวนการสร้างตัวอ่อนและหลังกำเนิดตัวอ่อนของร่างกาย เซลล์ประสาทจะสร้างแอกซอนไปยังเซลล์เหล่านั้นที่ควรได้รับการคุ้มครองโดยเซลล์ประสาท และการเติบโตนี้มีจุดมุ่งหมายอย่างเคร่งครัด กลไกการเจริญของเซลล์ประสาทถูกค้นพบเมื่อไม่นานมานี้ และมักถูกนำไปเปรียบเทียบกับเจ้าของที่จูงสุนัขด้วยสายจูง ในกรณีของเรา โฮสต์คือร่างกายของเซลล์ประสาท สายจูงคือแอกซอน และสุนัขคือจุดเติบโตของซอนด้วยยาหลอก (pseudopodia) การวางแนวและทิศทางการเติบโตของซอนขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย กลไกนี้ซับซ้อนและส่วนใหญ่ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ แต่ความจริงยังคงอยู่ - แอกซอนไปถึงเซลล์เป้าหมายอย่างแม่นยำ และกระบวนการของเซลล์ประสาทสั่งการซึ่งรับผิดชอบนิ้วก้อย จะเติบโตเป็นกล้ามเนื้อของนิ้วก้อย
กฎหมายแอกซอน
เมื่อสร้างแรงกระตุ้นเส้นประสาทตามซอน กฎหมายหลักสี่ข้อทำงาน:
- กฎแห่งความสมบูรณ์ทางกายวิภาคและสรีรวิทยาการนำเป็นไปได้เฉพาะในกระบวนการของเซลล์ประสาทที่ไม่บุบสลายเท่านั้น ความเสียหายที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในการซึมผ่านของเมมเบรน (ภายใต้อิทธิพลของยาหรือสารพิษ) ก็นำไปใช้กับกฎนี้เช่นกัน
- กฎการแยกตัวกระตุ้น. แอกซอนหนึ่งอัน - การกระตุ้นหนึ่งอัน แอกซอนไม่มีแรงกระตุ้นประสาทร่วมกัน
- กฎหมายว่าด้วยการถือฝ่ายเดียว. แอกซอนดำเนินการแรงกระตุ้นอย่างแรงเหวี่ยงหรือสู่ศูนย์กลาง
- กฎแห่งการไม่ขาดทุน นี่คือคุณสมบัติของการไม่ลด - เมื่อทำแรงกระตุ้น มันจะไม่หยุดและไม่เปลี่ยนแปลง
เซลล์ประสาทหลากหลาย
เซลล์ประสาทมีลักษณะเป็นดาว เสี้ยม มีลักษณะเป็นเม็ดๆ เป็นรูปตะกร้า พวกมันสามารถมีรูปร่างแบบนั้นได้ จากจำนวนกระบวนการ เซลล์ประสาทคือ: ไบโพลาร์ (เดนไดรต์หนึ่งอันและแอกซอนแต่ละอัน) และมัลติโพลาร์ (แอกซอนหนึ่งอันและเดนไดรต์หลายอัน) โดยการทำงาน เซลล์ประสาทเป็นประสาทสัมผัส ปลั๊กอิน และผู้บริหาร (มอเตอร์และมอเตอร์) เซลล์ประสาทของ Golgi type 1 และ Golgi type 2 มีความโดดเด่น การจำแนกประเภทนี้ขึ้นอยู่กับความยาวของกระบวนการเซลล์ประสาทของซอน ประเภทแรกคือเมื่อซอนขยายออกไปไกลเกินกว่าตำแหน่งของร่างกาย (เซลล์ประสาทเสี้ยมของเปลือกสมอง) ประเภทที่สอง - แอกซอนอยู่ในโซนเดียวกับร่างกาย (เซลล์ประสาทสมองน้อย)
