ความสามารถของเซลล์ในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าจากโลกภายนอกเป็นเกณฑ์หลักของสิ่งมีชีวิต องค์ประกอบโครงสร้างของเนื้อเยื่อประสาท - เซลล์ประสาทของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์ - สามารถเปลี่ยนสิ่งเร้า (แสง กลิ่น คลื่นเสียง) เป็นกระบวนการกระตุ้น ผลลัพธ์ที่ได้คือปฏิกิริยาที่เพียงพอของร่างกายในการตอบสนองต่ออิทธิพลของสิ่งแวดล้อมต่างๆ ในบทความนี้ เราจะศึกษาการทำงานของเซลล์ประสาทในสมองและอุปกรณ์ต่อพ่วงของระบบประสาท และพิจารณาการจำแนกประเภทของเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับลักษณะเฉพาะของการทำงานของเซลล์ประสาทในสิ่งมีชีวิต
การสร้างเนื้อเยื่อประสาท
ก่อนศึกษาหน้าที่ของเซลล์ประสาท เรามาดูกันว่าเซลล์ประสาทก่อตัวอย่างไร ที่ระยะนิวรูลา ท่อประสาทจะถูกวางในตัวอ่อน มันถูกสร้างขึ้นจาก ectodermalใบไม้ที่มีความหนา - แผ่นประสาท ต่อมาปลายท่อที่ขยายออกจะสร้างห้าส่วนในรูปของฟองอากาศในสมอง พวกมันสร้างส่วนต่าง ๆ ของสมอง ส่วนหลักของท่อประสาทในกระบวนการพัฒนาของตัวอ่อนจะสร้างเส้นประสาทไขสันหลัง ซึ่งเส้นประสาท 31 คู่จะแยกออกจากกัน
เซลล์ประสาทของสมองรวมกันเป็นนิวเคลียส เส้นประสาทสมอง 12 คู่โผล่ออกมาจากพวกมัน ในร่างกายมนุษย์ ระบบประสาทจะแบ่งออกเป็นส่วนกลาง - สมองและไขสันหลัง ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ประสาทและเนื้อเยื่อรองรับ - นิวโรเกลีย ส่วนต่อพ่วงประกอบด้วยส่วนของร่างกายและพืช ปลายประสาทของพวกมันไปเลี้ยงอวัยวะและเนื้อเยื่อทั้งหมดของร่างกาย
เซลล์ประสาทเป็นหน่วยโครงสร้างของระบบประสาท
มีขนาด รูปร่าง และคุณสมบัติต่างกัน หน้าที่ของเซลล์ประสาทมีความหลากหลาย: การมีส่วนร่วมในการก่อตัวของส่วนโค้งสะท้อนกลับ, การรับรู้การระคายเคืองจากสภาพแวดล้อมภายนอก, การส่งผ่านของการกระตุ้นที่เกิดขึ้นไปยังเซลล์อื่น เซลล์ประสาทมีหลายสาขา อันยาวคือแอกซอน อันสั้นจะแตกกิ่งและเรียกว่าเดนไดรต์
การศึกษาทางเซลล์วิทยาได้เปิดเผยว่าในร่างกายของเซลล์ประสาทมีนิวเคลียสที่มีนิวเคลียสหนึ่งหรือสองนิวคลีโอลี เอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมที่มีรูปแบบดี ไมโทคอนเดรียจำนวนมาก และอุปกรณ์สังเคราะห์โปรตีนอันทรงพลัง มันถูกแสดงโดยไรโบโซมและโมเลกุล RNA และ mRNA สารเหล่านี้สร้างโครงสร้างเฉพาะของเซลล์ประสาท - สารของ Nissl ลักษณะเฉพาะของเซลล์ประสาท - กระบวนการจำนวนมากก่อให้เกิดความจริงที่ว่าหน้าที่หลักของเซลล์ประสาทคือการส่งผ่านเส้นประสาทแรงกระตุ้น มีให้โดยเดนไดรต์และแอกซอน อดีตรับรู้สัญญาณและส่งพวกเขาไปยังร่างกายของ neurocyte และ axon ซึ่งเป็นกระบวนการเดียวที่ยาวมากทำให้เกิดการกระตุ้นไปยังเซลล์ประสาทอื่น ๆ ต่อไปเพื่อค้นหาคำตอบสำหรับคำถาม: เซลล์ประสาททำหน้าที่อะไรให้เราหันไปหา โครงสร้างของสารเช่น neuroglia
โครงสร้างเนื้อเยื่อประสาท
เซลล์ประสาทล้อมรอบด้วยสารพิเศษที่มีคุณสมบัติรองรับและป้องกัน ก็ยังมีคุณสมบัติในการแบ่งตัว การเชื่อมต่อนี้เรียกว่า neuroglia
โครงสร้างนี้เชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทอย่างใกล้ชิด เนื่องจากหน้าที่หลักของเซลล์ประสาทคือการสร้างและการนำกระแสประสาท เซลล์ glial จึงได้รับอิทธิพลจากกระบวนการกระตุ้นและเปลี่ยนลักษณะทางไฟฟ้าของพวกมัน นอกจากหน้าที่ด้านโภชนาการและการป้องกันแล้ว glia ยังให้ปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมในเซลล์ประสาทและมีส่วนทำให้เกิดความยืดหยุ่นของเนื้อเยื่อประสาท
กลไกการกระตุ้นเซลล์ประสาท
เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์สร้างการติดต่อหลายพันเซลล์กับเซลล์ประสาทอื่นๆ แรงกระตุ้นไฟฟ้าซึ่งเป็นพื้นฐานของกระบวนการกระตุ้นจะถูกส่งจากร่างกายของเซลล์ประสาทไปตามแอกซอนและจะสัมผัสกับองค์ประกอบโครงสร้างอื่น ๆ ของเนื้อเยื่อประสาทหรือเข้าสู่อวัยวะที่ทำงานโดยตรงเช่นเข้าสู่กล้ามเนื้อ ในการสร้างการทำงานของเซลล์ประสาทที่ทำหน้าที่ จำเป็นต้องศึกษากลไกการส่งสัญญาณกระตุ้น มันดำเนินการโดยซอน ในเส้นประสาทสั่งการ พวกมันถูกหุ้มด้วยปลอกไมอีลินและเรียกว่าเละๆ ในพืชผักระบบประสาทเป็นกระบวนการที่ไม่ผ่านการย่อย การกระตุ้นควรเข้าสู่เซลล์ประสาทข้างเคียง
ไซแนปส์คืออะไร
ที่ซึ่งสองเซลล์มาบรรจบกันเรียกว่าไซแนปส์ การถ่ายโอนการกระตุ้นจะเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของสารเคมี - ผู้ไกล่เกลี่ยหรือโดยการส่งไอออนจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งนั่นคือโดยแรงกระตุ้นไฟฟ้า
เนื่องจากการก่อตัวของไซแนปส์ เซลล์ประสาทจึงสร้างโครงสร้างตาข่ายของส่วนก้านของสมองและไขสันหลัง เรียกว่าการก่อไขว้กันเหมือนแห ซึ่งเริ่มต้นจากส่วนล่างของไขกระดูกและจับนิวเคลียสของก้านสมองหรือเซลล์ประสาทในสมอง โครงสร้างตาข่ายช่วยรักษาสภาพการทำงานของเปลือกสมองและควบคุมการสะท้อนของไขสันหลัง
ปัญญาประดิษฐ์
ความคิดของการเชื่อมต่อ synaptic ระหว่างเซลล์ประสาทของระบบประสาทส่วนกลางและการศึกษาการทำงานของข้อมูลไขว้กันเหมือนแหนั้นถูกรวบรวมโดยวิทยาศาสตร์ในรูปแบบของโครงข่ายประสาทเทียม ในนั้นเอาต์พุตของเซลล์ประสาทเทียมหนึ่งเซลล์เชื่อมต่อกับอินพุตของอีกเซลล์หนึ่งโดยการเชื่อมต่อพิเศษที่ทำซ้ำ synapses จริงในหน้าที่ของพวกเขา ฟังก์ชันกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาทของคอมพิวเตอร์ประสาทเทียมคือผลรวมของสัญญาณอินพุตทั้งหมดที่เข้าสู่เซลล์ประสาทเทียม ซึ่งแปลงเป็นฟังก์ชันไม่เชิงเส้นของส่วนประกอบเชิงเส้น เรียกอีกอย่างว่าฟังก์ชันการกระตุ้น (โอน) เมื่อสร้างปัญญาประดิษฐ์ ฟังก์ชันการเปิดใช้งานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดคือเชิงเส้น กึ่งเชิงเส้น และตามขั้นตอนเซลล์ประสาท
เซลล์ประสาทอวัยวะ
เรียกอีกอย่างว่าละเอียดอ่อนและมีกระบวนการสั้น ๆ ที่เข้าสู่เซลล์ของผิวหนังและอวัยวะภายในทั้งหมด (ตัวรับ) เมื่อรับรู้ถึงการระคายเคืองของสภาพแวดล้อมภายนอก ตัวรับจะเปลี่ยนเป็นกระบวนการกระตุ้น ปลายประสาทแบ่งออกเป็น: ตัวรับอุณหภูมิ, ตัวรับกลไก, โนซิเซ็ปเตอร์ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของสิ่งเร้า ดังนั้นหน้าที่ของเซลล์ประสาทที่ละเอียดอ่อนคือการรับรู้ถึงสิ่งเร้า การเลือกปฏิบัติ การสร้างการกระตุ้นและการส่งต่อไปยังระบบประสาทส่วนกลาง เซลล์ประสาทรับความรู้สึกเข้าสู่เขาหลังของไขสันหลัง ร่างกายของพวกเขาอยู่ในโหนด (ปมประสาท) ที่ตั้งอยู่นอกระบบประสาทส่วนกลาง นี่คือลักษณะของปมประสาทของเส้นประสาทสมองและไขสันหลัง เซลล์ประสาทส่วนต่าง ๆ มีเดนไดรต์จำนวนมาก เมื่อรวมกับแอกซอนและร่างกาย พวกมันเป็นองค์ประกอบสำคัญของส่วนโค้งสะท้อนกลับทั้งหมด ดังนั้น หน้าที่ของเซลล์ประสาทที่ละเอียดอ่อนจึงประกอบด้วยทั้งการถ่ายโอนกระบวนการกระตุ้นไปยังสมองและไขสันหลัง และในการมีส่วนร่วมในการก่อตัวของปฏิกิริยาตอบสนอง
คุณสมบัติของผู้ฝึกงาน
ศึกษาคุณสมบัติขององค์ประกอบโครงสร้างของเนื้อเยื่อประสาทต่อไป มาดูกันว่า interneurons ทำหน้าที่อะไร เซลล์ประสาทประเภทนี้ได้รับแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าชีวภาพจากเซลล์ประสาทรับความรู้สึกและส่งผ่าน:
a) เด็กฝึกงานคนอื่น;
b) เซลล์ประสาทสั่งการ
interneurons ส่วนใหญ่มีซอน โดยส่วนท้ายของมันคือเทอร์มินอล ซึ่งเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทของศูนย์เดียว
เซลล์ประสาทอินเตอร์คาลารี ซึ่งมีหน้าที่เป็นการรวมตัวของการกระตุ้นและกระจายไปยังส่วนต่างๆ ของระบบประสาทส่วนกลาง เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของส่วนโค้งของเส้นประสาทที่สะท้อนและปรับสภาพส่วนใหญ่ interneurons กระตุ้นส่งเสริมการส่งสัญญาณระหว่างกลุ่มการทำงานของเซลล์ประสาท เซลล์ประสาท intercalary ที่ยับยั้งได้รับการกระตุ้นจากศูนย์กลางของตัวเองผ่านการป้อนกลับ สิ่งนี้มีส่วนทำให้เกิดความจริงที่ว่าเซลล์ประสาท intercalary ซึ่งทำหน้าที่ส่งผ่านและคงไว้ซึ่งแรงกระตุ้นของเส้นประสาทในระยะยาว ช่วยกระตุ้นการทำงานของเส้นประสาทไขสันหลังอักเสบ
การทำงานของเซลล์ประสาท
Motoneuron เป็นหน่วยโครงสร้างสุดท้ายของส่วนโค้งสะท้อนกลับ มีลำตัวขนาดใหญ่ล้อมรอบด้วยเขาหน้าของไขสันหลัง เซลล์ประสาทเหล่านั้นที่สร้างกล้ามเนื้อโครงร่างนั้นมีชื่อขององค์ประกอบยนต์เหล่านี้ เซลล์ประสาทที่ปล่อยออกมาอื่น ๆ เข้าสู่เซลล์หลั่งของต่อมและทำให้เกิดการปลดปล่อยสารที่เหมาะสม ได้แก่ ความลับฮอร์โมน โดยไม่สมัครใจ กล่าวคือ การกระทำสะท้อนกลับที่ไม่มีเงื่อนไข (การกลืน น้ำลาย การถ่ายอุจจาระ) เซลล์ประสาทที่ปล่อยออกมาจะแยกออกจากไขสันหลังหรือจากก้านสมอง ในการดำเนินการและการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน ร่างกายใช้เซลล์ประสาทแบบแรงเหวี่ยงสองประเภท: มอเตอร์ส่วนกลางและมอเตอร์ส่วนปลาย ร่างกายของเซลล์ประสาทสั่งการส่วนกลางตั้งอยู่ในเปลือกสมองใกล้กับร่อง Roland
ร่างกายของเซลล์ประสาทสั่งการที่ทำให้กล้ามเนื้อของแขนขา ลำตัว คอตั้งอยู่ในเขาด้านหน้าของไขสันหลังและกระบวนการที่ยาวนาน - แอกซอน - ออกมาจากรากด้านหน้า พวกมันสร้างเส้นใยยนต์ของเส้นประสาทไขสันหลัง 31 คู่ นิวเคลียสของมอเตอร์ส่วนปลายซึ่งทำหน้าที่ห่อหุ้มกล้ามเนื้อของใบหน้า คอหอย กล่องเสียง และลิ้นจะอยู่ในนิวเคลียสของเส้นประสาทเวกัส ภาวะไฮโปกลอสซัล และเส้นประสาทสมองกลอสโซฟาริงเจียล ดังนั้นหน้าที่หลักของเซลล์ประสาทสั่งการคือการกระตุ้นกล้ามเนื้อ การหลั่งเซลล์ และอวัยวะทำงานอื่นๆ อย่างไม่หยุดยั้ง
เมแทบอลิซึมในเซลล์ประสาท
หน้าที่หลักของเซลล์ประสาท - การก่อตัวของศักย์ไฟฟ้าชีวภาพและการส่งต่อไปยังเซลล์ประสาท กล้ามเนื้อ เซลล์คัดหลั่ง - เกิดจากลักษณะโครงสร้างของเซลล์ประสาท เช่นเดียวกับปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมจำเพาะ การศึกษาทางเซลล์วิทยาได้แสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทมีไมโตคอนเดรียจำนวนมากที่สังเคราะห์โมเลกุล ATP ซึ่งเป็นเรติคูลัมแบบเม็ดที่พัฒนาแล้วซึ่งมีอนุภาคไรโบโซมจำนวนมาก พวกเขาสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์อย่างแข็งขัน เยื่อหุ้มเซลล์ประสาทและกระบวนการของมัน - แอกซอนและเดนไดรต์ - ทำหน้าที่ในการขนส่งโมเลกุลและไอออนแบบคัดเลือก ปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมในเซลล์ประสาทดำเนินไปโดยมีส่วนร่วมของเอ็นไซม์ต่างๆ และมีลักษณะเฉพาะด้วยความเข้มข้นสูง
การส่งสัญญาณกระตุ้นในไซแนปส์
เมื่อพิจารณาถึงกลไกการกระตุ้นในเซลล์ประสาทแล้ว เราก็ได้ทำความรู้จักกับไซแนปส์ - การก่อตัวที่เกิดขึ้นที่จุดสัมผัสของเซลล์ประสาทสองเซลล์ การกระตุ้นในเซลล์ประสาทแรกทำให้เกิดการก่อตัวของโมเลกุลของสารเคมี - ผู้ไกล่เกลี่ย - ในหลักประกันของแอกซอน ได้แก่กรดอะมิโน, อะเซทิลโคลีน, นอร์เอพิเนฟริน. ปล่อยออกมาจากถุงน้ำของส่วนท้ายของบทสรุปในแหว่งสรุป มันสามารถส่งผลกระทบต่อเยื่อหุ้ม postsynaptic ของตัวเองและส่งผลกระทบต่อเปลือกของเซลล์ประสาทข้างเคียง
โมเลกุลของสารสื่อประสาททำหน้าที่ระคายเคืองต่อเซลล์ประสาทอีกเซลล์หนึ่ง ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของประจุในเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งเป็นการกระทำที่มีศักยภาพ ดังนั้นการกระตุ้นจึงแพร่กระจายอย่างรวดเร็วไปตามเส้นใยประสาทและไปถึงส่วนต่าง ๆ ของระบบประสาทส่วนกลางหรือเข้าสู่กล้ามเนื้อและต่อม ทำให้เกิดการกระทำที่เพียงพอ
ความยืดหยุ่นของเซลล์ประสาท
นักวิทยาศาสตร์พบว่าในกระบวนการของเอ็มบริโอคือในขั้นตอนของการสร้างเซลล์ประสาท เซลล์ประสาทปฐมภูมิจำนวนมากพัฒนาจากเอ็กโทเดิร์ม ประมาณ 65% ของพวกเขาเสียชีวิตก่อนการเกิดของมนุษย์ ในระหว่างการสร้างเนื้องอก เซลล์สมองบางส่วนยังคงถูกกำจัดออกไป นี่เป็นกระบวนการที่ตั้งโปรแกรมไว้ตามธรรมชาติ เซลล์ประสาทซึ่งแตกต่างจากเซลล์เยื่อบุผิวหรือเซลล์เกี่ยวพันไม่สามารถแบ่งตัวและการสร้างใหม่ได้ เนื่องจากยีนที่รับผิดชอบในกระบวนการเหล่านี้จะหยุดทำงานในโครโมโซมของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของสมองและจิตใจสามารถคงอยู่ได้นานหลายปีโดยไม่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าหน้าที่ของเซลล์ประสาทที่สูญเสียไปในกระบวนการของการสร้างเซลล์ประสาทนั้นถูกควบคุมโดยเซลล์ประสาทอื่นๆ พวกเขาต้องเพิ่มการเผาผลาญและสร้างการเชื่อมต่อเส้นประสาทเพิ่มเติมใหม่ที่ชดเชยการทำงานที่หายไป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า neurocyte plasticity
อะไรสะท้อนอยู่ในเซลล์ประสาท
ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 กลุ่มนักประสาทวิทยาชาวอิตาลีได้ค้นพบข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: การสะท้อนของสติในกระจกนั้นเป็นไปได้ในเซลล์ประสาท ซึ่งหมายความว่าภาพหลอนของจิตสำนึกของคนที่เราสื่อสารด้วยกำลังก่อตัวขึ้นในเปลือกสมอง เซลล์ประสาทที่รวมอยู่ในระบบกระจกทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนกิจกรรมทางจิตของคนรอบข้าง ดังนั้นบุคคลสามารถทำนายความตั้งใจของคู่สนทนาได้ โครงสร้างของเซลล์ประสาทดังกล่าวยังทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางจิตวิทยาพิเศษที่เรียกว่าความเห็นอกเห็นใจ มันโดดเด่นด้วยความสามารถในการเจาะโลกของอารมณ์ของบุคคลอื่นและเอาใจใส่กับความรู้สึกของพวกเขา