Функції нейрона. Яку функцію виконують нейрони. Функція рухового нейрона

Здатність клітин реагувати на подразники зовнішнього світу - основний критерій живого організму. Структурні елементи нервової тканини - нейрони ссавців і людини - здатні трансформувати подразники (світло, запах, звукові хвилі) в процес збудження. Його кінцевий результат - адекватна реакція організму у відповідь на різноманітні впливи зовнішнього середовища. У даній статті ми вивчимо, яку функцію виконують нейрони головного мозку і периферичні відділи нервової системи, а також розглянемо класифікацію нейронів у зв`язку з особливостями їх функціонування в живих організмах.

Відео: Будова і функції нервової системи людини

Освіта нервової тканини

Перш ніж вивчати функції нейрона, давайте розберемося, яким чином формуються клітини-нейроцита. На стадії нейрули у зародка закладається нервова трубка. Вона формується з ектодермального листка, що має потовщення - нервової пластинки. Розширений кінець трубки в подальшому сформує п`ять частин у вигляді мозкових міхурів. З них утворюються відділи головного мозку. Основна частина нервової трубки в процесі зародкового розвитку формує спинний мозок, від якого відходить 31 пара нервів.

Відео: Поняття орган, система органів

Нейрони головного мозку об`єднуються, утворюючи ядра. З них виходить 12 пар черепно-мозкових нервів. В організмі людини нервова система диференціюється на центральний відділ - головний і спинний мозок, що складається з клітин-нейроцитів, і опорну тканину - нейроглії. Периферичний відділ складається з соматичної і вегетативної частини. Їх нервові закінчення іннервують всі органи і тканини організму.

Нейрони - структурні одиниці нервової системи

Вони мають різні розміри, форму і властивості. Функції нейрона різноманітні: участь в утворенні рефлекторних дуг, сприйняття роздратування із зовнішнього середовища, передача виник збудження до інших клітин. Від нейрона відходить кілька відростків. Довгий - аксон, короткі розгалужуються і називаються дендритами.

Цитологічні дослідження виявили в тілі нервової клітини ядро з одним - двома ядерця, добре сформовану ендоплазматичну мережу, безліч мітохондрій і потужний белоксинтезирующий апарат. Він представлений рибосомами і молекулами РНК і мРНК. Ці речовини утворюють специфічну структуру нейроцитів - субстанцію Нісль. Особливість нервових клітин - велика кількість відростків сприяє тому, що основна функція нейрона - передача нервових імпульсів. Вона забезпечується як дендритами, так і аксонів. Перші сприймають сигнали і передають їх в тіло нейроцита, а аксон - єдиний дуже довгий відросток, проводить збудження до інших нервовим клеткам.Продолжая знаходити відповідь на питання: яку функцію виконують нейрони звернемося до будови такого речовини, як нейроглії.

Структури нервової тканини

Нейроцита оточені особливою речовиною, якому притаманні опорні і захисні властивості. Для нього також характерна здатність до поділу. Це з`єднання називається нейроглії.

Ця структура знаходиться в тісному зв`язку з нервовими клітинами. Так як головні функції нейрона - це генерація і проведення нервових імпульсів, то гліальні клітини виявляються під впливом процесу збудження і змінюють свої електричні характеристики. Крім трофічної і захисної функцій, глия забезпечує метаболічні реакції в нейроцитах і сприяє пластичність нервової тканини.

Механізм проведення збудження в нейронах

Кожна нервова клітина утворює кілька тисяч контактів з іншими нейроцитами. Електричні імпульси, що є основою процесів збудження, передаються від тіла нейрона по аксону, а він контактує з іншими структурними елементами нервової тканини або входить безпосередньо в робочий орган, наприклад, в м`яз. Щоб встановити, яку функцію виконують нейрони, потрібно вивчити механізм передачі збудження. Він здійснюється аксонами. У рухових нервах вони покриті миелиновой оболонкою і називаються м`якушевими. В вегетативної нервової системи знаходяться безміеліновие відростки. За ним збудження має надійти в сусідній нейроціт.

Що таке синапс

Місце контакту двох клітин називається синапсом. Передача збудження в ньому відбувається або за допомогою хімічних речовин - медіаторів, або шляхом проходження іонів з одного нейрона в інший, тобто електричними імпульсами.

Завдяки утворенню синапсів нейрони створюють сітчасту структуру стовбурової частини головного і відділів спинного мозку. Вона називається ретикулярної формацією, починається з нижньої частини довгастого мозку і захоплює ядра мозкового стовбура, або нейрони головного мозку. Сітчаста структура підтримує активний стан кори великих півкуль і керує рефлекторними актами спинного мозку.

Штучний інтелект

Ідея про синаптичних зв`язках між нейронами центральної нервової системи і вивчення функцій ретикулярної інформації в даний час втілена наукою у вигляді штучної нейронної мережі. У ній виходи однієї штучної нервової клітини з`єднані з входами інший спеціальними зв`язками, дублюючими своїми функціями реальні синапси. Функція активації нейрона штучного нейрокомп`ютера - це сумація всіх вхідних сигналів, що надходять в штучну нервову клітину, перетворена в нелінійну функцію від лінійної складової. Її ще називають функцією спрацьовування (передавальної). При створенні штучного інтелекту найбільшого поширення набули лінійна, напівлінійних і крокова активаційні функції нейрона.

Відео: Тканини рослин і тварин

аферентні нейроцита

Вони ще називаються чутливими і мають короткі відростки, які входять в клітини шкіри і всіх внутрішніх органів (рецептори). Сприймаючи подразнення зовнішнього середовища, рецептори трансформують їх в процес збудження. Залежно від типу подразника, нервові закінчення діляться на: терморецептори, механорецептори, ноцицептори. Таким чином, функції чутливого нейрона - це сприйняття подразників, їх розрізнення, генерація збудження і передача його в центральну нервову систему. Сенсорні нейрони входять в задні роги спинного мозку. Їх тіла розташовуються у вузлах (гангліях), що знаходяться поза центральною нервовою системою. Так утворюються ганглії черепно-мозкових і спинномозкових нервів. Аферентні нейрони мають велику кількість дендритів, разом з аксонів і тілом вони є обов`язковим компонентом всіх рефлекторних дуг. Тому функції чутливого нейрона полягають як в передачі процесу збудження в головний і спинний мозок, так і в участі в освіті рефлексів.

Відео: Пірамідні шляху

особливості інтернейронов

Продовжуючи вивчати властивості структурних елементів нервової тканини, з`ясуємо, яку функцію виконують вставні нейрони. Цей вид нервових клітин приймає біоелектричні імпульси від сенсорного нейроцита і передає їх:

а) іншим інтернейронамі;

б) руховим нейроцитах.

Більшість интернейронов мають аксони, кінцеві ділянки яких - термінали, пов`язані з нейроцитами одного центру.

Уставний нейрон, функції якого - інтеграція збудження і поширення його далі в відділи центральної нервової системи, є обов`язковим компонентом більшості безумовно-рефлекторних і умовно-рефлекторних нервових дуг. Збуджуючі інтернейрони сприяють передачі сигналу між функціональними групами нейроцитів. Гальмівні вставні нервові клітини отримують збудження з власного центру з зворотним зв`язкам. Це сприяє тому, що уставний нейрон, функції якого - передача і тривале збереження нервових імпульсів, забезпечує активацію сенсорних спинномозкових нервів.

Функція рухового нейрона

Мотонейрон є заключною структурною одиницею рефлекторної дуги. Він має велике тіло, укладену в передні роги спинного мозку. Ті нервові клітини, які іннервують скелетні м`язи, мають назви цих рухових елементів. Інші еферентні нейроцита входять в секретуючі клітини залоз і викликають виділення відповідних речовин: секретів, гормонів. У мимовільних, тобто безумовно-рефлекторних актах (ковтання, слиновиділення, дефекація) еферентні нейрони відходять від спинного мозку або від стовбурової частини головного мозку. Для виконання складних дій і рухів організм використовує два види відцентрових нейроцитів: центральний руховий і периферичний руховий. Тіло центрального мотонейрона знаходиться в корі головного мозку, поблизу від роландовой борозни.

Тіла периферичних рухових нейроцитів, иннервирующих м`язи кінцівок, тулуба, шиї, розташовані в передніх рогах спинного мозку, а їх довгі відростки - аксони - виходять з передніх корінців. Вони утворюють моторні волокна 31 пари спинномозкових нервів. Периферичні рухові нейроцита, иннервирующие м`язи обличчя, глотки, гортані, мови розташовуються в ядрах блукаючого, під`язикового і язикоглоткового черепно-мозкових нервів. Отже, головна функція рухового нейрона - безперешкодне проведення збудження до м`язів, секретуються кліток та інших робочих органів.

Обмін речовин в нейроцитах

Головні функції нейрона - освіту біоелектричного потенціалу дії і передача його іншим нервовим клітинам, м`язам, секретуються клітинам - обумовлені особливостями будови нейроцита, а також специфічними реакціями обміну речовин. Цитологічні дослідження довели, що нейрони містять велику кількість мітохондрій, що синтезують молекули АТФ, розвинений гранулярний ретикулум з безліччю рибосомних частинок. Вони активно синтезують клітинні білки. Мембрана нервової клітини і його відростків - аксона і дендритів виконує функцію виборчого транспорту молекул і іонів. Метаболічні реакції в нейроцитах протікають за участю різноманітних ферментів і характеризуються високою інтенсивністю.

Передача збудження в синапсах

Розглядаючи механізм проведення збудження в нейронах, ми ознайомилися з синапсами - утвореннями, що виникають в місці контакту двох нейроцитів. Збудження в першій нервовій клітині викликає утворення в колатералей її аксона молекул хімічних речовин - медіаторів. До них відносяться амінокислоти, ацетилхолін, норадреналін. Виділяючись з бульбашок синоптичних закінчень в синоптичних щілину, він може впливати як на власну постсинаптическую мембрану, так і впливати на оболонки сусідніх нейронів.

Молекули нейромедіаторів служать подразником для іншого нервової клітини, викликаючи в її мембрані зміни зарядів - потенціал дії. Таким чином, порушення швидко поширюється по нервових волокнах і досягає відділів центральної нервової системи або ж надходить в м`язи і залози, викликаючи їх адекватне дію.

пластичність нейронів

Вченими встановлено, що в процесі ембріогенезу, а саме в стадії нейруляции, з ектодерми розвивається дуже велика кількість первинних нейронів. Близько 65% з них гинуть ще до моменту народження людини. Протягом онтогенезу деякі клітини головного мозку продовжують елімінувати. Це природний запрограмований процес. Нейроцита, на відміну від епітеліальних або сполучних клітин, нездатні до поділу і регенерації, так як гени, що відповідають за ці процеси, інактивовані в хромосомах людини. Проте мозок і розумова працездатність можуть зберігатися багато років, суттєво не знижуючись. Це пояснюється тим, що функції нейрона, втрачені в процесі онтогенезу, беруть на себе інші нервові клітини. Їм доводиться посилювати свій обмін речовин і створювати нові додаткові нервові зв`язки, що компенсують втрачені функції. Це явище називається пластичністю нейроцитів.

Що відбивається в нейронах

В кінці ХХ століття група італійських нейрофізіологів встановила цікавий факт: в нервових клітинах можливо дзеркальне відображення свідомості. Це означає, що в корі головного мозку формується фантом свідомості людей, з якими ми спілкуємося. Вхідні в дзеркальну систему нейрони виконують функції резонаторів розумової активності оточуючих людей. Тому людина здатна передбачати наміри співрозмовника. Структура таких нейроцитів також забезпечує особливий психологічний феномен, званий емпатією. Він характеризується здатністю проникати в світ емоцій іншої людини і співпереживати його почуттів.