قدرة الخلايا على الاستجابة للمنبهات من العالم الخارجي هي المعيار الرئيسي للكائن الحي. العناصر الهيكلية للنسيج العصبي - الخلايا العصبية للثدييات والبشر - قادرة على تحويل المنبهات (الضوء والرائحة والموجات الصوتية) إلى عملية الإثارة. نتيجته النهائية هي رد فعل مناسب للجسم استجابة للتأثيرات البيئية المختلفة. في هذه المقالة ، سوف ندرس وظيفة الخلايا العصبية في الدماغ والأجزاء المحيطية من الجهاز العصبي ، وننظر أيضًا في تصنيف الخلايا العصبية فيما يتعلق بخصائص عملها في الكائنات الحية.
تكوين الأنسجة العصبية
قبل دراسة وظائف الخلايا العصبية ، دعونا نلقي نظرة على كيفية تكوين الخلايا العصبية. في مرحلة العصب ، يتم وضع الأنبوب العصبي في الجنين. يتكون من الأديم الظاهرورقة مع سماكة - الصفيحة العصبية. ستشكل النهاية الممتدة للأنبوب فيما بعد خمسة أجزاء على شكل فقاعات دماغية. هم يشكلون أجزاء من الدماغ. يشكل الجزء الرئيسي من الأنبوب العصبي في عملية التطور الجنيني النخاع الشوكي ، والذي ينطلق منه 31 زوجًا من الأعصاب.
تتحد الخلايا العصبية في الدماغ لتشكل نوى. يخرج منها 12 زوجًا من الأعصاب القحفية. في جسم الإنسان ، ينقسم الجهاز العصبي إلى قسم مركزي - الدماغ والحبل الشوكي ، ويتكون من الخلايا العصبية ، والأنسجة الداعمة - الخلايا العصبية. يتكون القسم المحيطي من الأجزاء الجسدية والنباتية. نهاياتهم العصبية تعصب جميع أعضاء وأنسجة الجسم.
الخلايا العصبية هي وحدات هيكلية للجهاز العصبي
لديهم أحجام وأشكال وخصائص مختلفة. تتنوع وظائف الخلايا العصبية: المشاركة في تكوين الأقواس الانعكاسية ، وإدراك التهيج من البيئة الخارجية ، ونقل الإثارة الناتجة إلى الخلايا الأخرى. للخلايا العصبية عدة فروع. الطويل هو محور عصبي ، وهو فرع قصير ويسمى التشعبات.
كشفت الدراسات الخلوية في جسم الخلية العصبية عن نواة بها نواة واحدة أو اثنتين ، وشبكة إندوبلازمية جيدة التكوين ، والعديد من الميتوكوندريا وجهاز تخليق بروتيني قوي. يتم تمثيله بواسطة جزيئات الريبوسومات و RNA و mRNA. تشكل هذه المواد بنية محددة من الخلايا العصبية - مادة نيسل. خصوصية الخلايا العصبية - يساهم عدد كبير من العمليات في حقيقة أن الوظيفة الرئيسية للخلايا العصبية هي نقل العصبالنبضات. يتم توفيره من قبل كل من التشعبات والمحور. الأول يدرك الإشارات وينقلها إلى جسم الخلية العصبية ، والمحور العصبي ، العملية الوحيدة الطويلة جدًا ، تجري الإثارة للخلايا العصبية الأخرى. والاستمرار في العثور على إجابة للسؤال: ما الوظيفة التي تؤديها الخلايا العصبية ، دعنا ننتقل إلى هيكل مادة مثل الخلايا العصبية.
هياكل الأنسجة العصبية
الخلايا العصبية محاطة بمادة خاصة لها خصائص داعمة ووقائية. كما أن لها قدرة مميزة على الانقسام. يسمى هذا الاتصال العصبية.
هذا الهيكل وثيق الصلة بالخلايا العصبية. نظرًا لأن الوظائف الرئيسية للخلايا العصبية هي توليد النبضات العصبية وتوصيلها ، فإن الخلايا الدبقية تتأثر بعملية الإثارة وتغير خصائصها الكهربائية. بالإضافة إلى الوظائف الغذائية والوقائية ، توفر الخلايا الدبقية تفاعلات أيضية في الخلايا العصبية وتساهم في ليونة النسيج العصبي.
آلية إجراء الإثارة في الخلايا العصبية
تشكل كل خلية عصبية عدة آلاف من الاتصالات مع الخلايا العصبية الأخرى. النبضات الكهربائية ، التي هي أساس عمليات الإثارة ، تنتقل من جسم الخلية العصبية على طول المحور العصبي ، وتتصل بالعناصر الهيكلية الأخرى للنسيج العصبي أو تدخل مباشرة إلى العضو العامل ، على سبيل المثال ، في العضلات. لتحديد الوظيفة التي تؤديها الخلايا العصبية ، من الضروري دراسة آلية انتقال الإثارة. يتم تنفيذه بواسطة محاور عصبية. في الأعصاب الحركية ، يتم تغطيتها بغمد المايلين وتسمى اللب. في الخضريالجهاز العصبي عبارة عن عمليات غير مخلية. من خلالهم ، يجب أن تدخل الإثارة إلى الخلية العصبية المجاورة.
ما هو المشبك
المكان الذي تلتقي فيه خليتان يسمى المشبك. يحدث نقل الإثارة فيه إما بمساعدة المواد الكيميائية - الوسطاء ، أو عن طريق تمرير الأيونات من خلية عصبية إلى أخرى ، أي عن طريق النبضات الكهربائية.
بسبب تكوين المشابك العصبية ، تخلق الخلايا العصبية بنية شبكية للجزء الجذعي من الدماغ والحبل الشوكي. يطلق عليه التكوين الشبكي ، ويبدأ من الجزء السفلي من النخاع المستطيل ويلتقط نوى جذع الدماغ ، أو الخلايا العصبية في الدماغ. يحافظ الهيكل الشبكي على الحالة النشطة للقشرة الدماغية ويوجه الأفعال الانعكاسية للحبل الشوكي.
الذكاء الاصطناعي
فكرة الوصلات المشبكية بين الخلايا العصبية للجهاز العصبي المركزي ودراسة وظائف المعلومات الشبكية يجسدها العلم حاليًا في شكل شبكة عصبية اصطناعية. في ذلك ، يتم توصيل مخرجات إحدى الخلايا العصبية الاصطناعية بمدخلات أخرى عن طريق اتصالات خاصة تكرر نقاط الاشتباك العصبي الحقيقية في وظائفها. وظيفة التنشيط للخلايا العصبية للحاسوب العصبي الاصطناعي هي تجميع جميع إشارات الإدخال التي تدخل الخلية العصبية الاصطناعية ، وتحويلها إلى وظيفة غير خطية للمكون الخطي. وتسمى أيضًا وظيفة التشغيل (النقل). عند إنشاء ذكاء اصطناعي ، فإن الأكثر استخدامًا هي وظائف التنشيط الخطية وشبه الخطية والتدريجية.العصبون.
الخلايا العصبية واردة
تسمى أيضًا حساسة ولها عمليات قصيرة تدخل خلايا الجلد وجميع الأعضاء الداخلية (المستقبلات). إدراك تهيج البيئة الخارجية ، تحولها المستقبلات إلى عملية إثارة. اعتمادًا على نوع التحفيز ، تنقسم النهايات العصبية إلى: مستقبلات حرارية ، مستقبلات ميكانيكية ، مستقبلات للألم. وبالتالي ، فإن وظائف الخلايا العصبية الحساسة هي إدراك المنبهات ، وتمييزها ، وتوليد الإثارة ونقلها إلى الجهاز العصبي المركزي. تدخل الخلايا العصبية الحسية القرون الظهرية للحبل الشوكي. تقع أجسادهم في عقد (عقد) تقع خارج الجهاز العصبي المركزي. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها عقد الأعصاب القحفية والشوكية. تحتوي الخلايا العصبية الوافدة على عدد كبير من التشعبات ؛ وهي مع المحور العصبي والجسم ، وهي مكون أساسي لجميع أقواس الانعكاس. لذلك ، فإن وظائف الخلايا العصبية الحساسة تتكون في كل من نقل عملية الإثارة إلى الدماغ والحبل الشوكي ، والمشاركة في تكوين ردود الفعل.
ميزات interneuron
بالاستمرار في دراسة خصائص العناصر الهيكلية للأنسجة العصبية ، دعنا نتعرف على الوظيفة التي تؤديها الخلايا العصبية الداخلية. هذا النوع من الخلايا العصبية يستقبل نبضات كهربائية حيوية من الخلايا العصبية الحسية وينقلها:
أ) interneurons الأخرى ؛
ب) الخلايا العصبية الحركية.
تحتوي معظم الخلايا العصبية الداخلية على محاور ، وأقسامها النهائية عبارة عن محطات ، متصلة بالخلايا العصبية في مركز واحد.
الخلايا العصبية المتداخلة ، التي تتمثل وظائفها في تكامل الإثارة وتوزيعها إلى أجزاء أخرى من الجهاز العصبي المركزي ، هي مكون أساسي لمعظم المنعكسات غير المشروطة والأعصاب الانعكاسية المشروطة. تعزز العصبونات الداخلية المثيرة انتقال الإشارات بين المجموعات الوظيفية للخلايا العصبية. تتلقى الخلايا العصبية المقحمة المثبطة الإثارة من مركزها من خلال التغذية الراجعة. يساهم هذا في حقيقة أن الخلايا العصبية المقحمة ، التي تتمثل وظائفها في نقل النبضات العصبية والحفاظ عليها على المدى الطويل ، تضمن تنشيط الأعصاب الشوكية الحسية.
وظيفة الخلايا العصبية الحركية
Motoneuron هي الوحدة الهيكلية النهائية للقوس الانعكاسي. لها جسم كبير محاط بالقرون الأمامية للنخاع الشوكي. تلك الخلايا العصبية التي تعصب عضلات الهيكل العظمي لها أسماء هذه العناصر الحركية. تدخل الخلايا العصبية الأخرى الصادرة من الخلايا المفرزة للغدد وتتسبب في إطلاق المواد المناسبة: الأسرار والهرمونات. في اللاإرادية ، أي الأفعال المنعكسة غير المشروطة (البلع ، إفراز اللعاب ، التغوط) ، تخرج الخلايا العصبية الصادرة من النخاع الشوكي أو من جذع الدماغ. لأداء حركات وحركات معقدة ، يستخدم الجسم نوعين من الخلايا العصبية الطاردة المركزية: المحرك المركزي والمحرك المحيطي. يقع جسم العصبون الحركي المركزي في القشرة الدماغية بالقرب من التلم رولاند.
أجسام الخلايا العصبية الحركية المحيطية التي تعصب عضلات الأطراف والجذع والرقبةتقع في القرون الأمامية للنخاع الشوكي ، وعملياتها الطويلة - المحاور - تخرج من الجذور الأمامية. تشكل الألياف الحركية من 31 زوجًا من الأعصاب الشوكية. توجد الخلايا العصبية الحركية المحيطية التي تعصب عضلات الوجه والبلعوم والحنجرة واللسان في نوى الأعصاب القحفية المبهمة ، تحت اللسان ، والبلعوم اللساني. لذلك ، فإن الوظيفة الرئيسية للخلايا العصبية الحركية هي التوصيل دون عوائق للإثارة للعضلات ، وإفراز الخلايا والأعضاء العاملة الأخرى.
التمثيل الغذائي في الخلايا العصبية
الوظائف الرئيسية للخلايا العصبية - تكوين جهد عمل كهربائي حيوي ونقله إلى الخلايا العصبية الأخرى والعضلات وخلايا الإفراز - ترجع إلى السمات الهيكلية للخلايا العصبية ، فضلاً عن تفاعلات التمثيل الغذائي المحددة. أظهرت الدراسات الخلوية أن الخلايا العصبية تحتوي على عدد كبير من الميتوكوندريا التي تصنع جزيئات ATP ، وهي شبكة حبيبية متطورة بها العديد من جسيمات الريبوسوم. يصنعون بنشاط البروتينات الخلوية. يؤدي غشاء الخلية العصبية وعملياتها - المحور العصبي والتشعبات - وظيفة النقل الانتقائي للجزيئات والأيونات. تستمر التفاعلات الأيضية في الخلايا العصبية بمشاركة إنزيمات مختلفة وتتميز بكثافة عالية.
انتقال الإثارة في المشابك
بالنظر إلى آلية إجراء الإثارة في الخلايا العصبية ، تعرفنا على المشابك العصبية - التكوينات التي تحدث عند نقطة اتصال خليتين عصبيتين. يتسبب الإثارة في الخلية العصبية الأولى في تكوين جزيئات المواد الكيميائية - الوسطاء - في ضمانات محورها العصبي. وتشمل هذهالأحماض الأمينية ، أستيل كولين ، نوربينفرين. تم إطلاقه من حويصلات النهايات السينوبتيكية في الشق السينوبتيكي ، ويمكن أن يؤثر على كل من غشاء ما بعد المشبكي الخاص به ويؤثر على أصداف الخلايا العصبية المجاورة.
تعمل جزيئات الناقل العصبي كمهيج لخلية عصبية أخرى ، مما يتسبب في تغيرات في الشحنات في غشاءها - وهو جهد فعل. وهكذا تنتشر الإثارة بسرعة على طول الألياف العصبية وتصل إلى أجزاء من الجهاز العصبي المركزي أو تدخل العضلات والغدد مسببة فعلها المناسب.
لدونة الخلايا العصبية
وجد العلماء أنه في عملية التطور الجنيني ، أي في مرحلة العصيبة ، يتطور عدد كبير جدًا من الخلايا العصبية الأولية من الأديم الظاهر. حوالي 65٪ منهم يموتون قبل ولادة الإنسان. أثناء عملية التكوُّن ، يستمر القضاء على بعض خلايا الدماغ. هذه عملية طبيعية مبرمجة. الخلايا العصبية ، على عكس الخلايا الظهارية أو الضامة ، غير قادرة على الانقسام والتجديد ، لأن الجينات المسؤولة عن هذه العمليات معطلة في الكروموسومات البشرية. ومع ذلك ، يمكن الحفاظ على الدماغ والأداء العقلي لسنوات عديدة دون حدوث تدهور كبير. يفسر ذلك حقيقة أن وظائف الخلايا العصبية ، المفقودة في عملية التكوُّن ، يتم الاستيلاء عليها من قبل الخلايا العصبية الأخرى. يجب عليهم زيادة التمثيل الغذائي لديهم وإنشاء روابط عصبية إضافية جديدة تعوض الوظائف المفقودة. تسمى هذه الظاهرة بلونة الخلايا العصبية.
ماذاتنعكس في الخلايا العصبية
في نهاية القرن العشرين ، توصلت مجموعة من علماء الفسيولوجيا العصبية الإيطاليين إلى حقيقة مثيرة للاهتمام: انعكاس المرآة للوعي ممكن في الخلايا العصبية. هذا يعني أن شبح وعي الأشخاص الذين نتواصل معهم يتشكل في القشرة الدماغية. تعمل الخلايا العصبية الموجودة في نظام المرآة بمثابة رنانات للنشاط العقلي للأشخاص المحيطين. لذلك ، يمكن لأي شخص التنبؤ بنوايا المحاور. يوفر هيكل هذه الخلايا العصبية أيضًا ظاهرة نفسية خاصة تسمى التعاطف. يتميز بالقدرة على اختراق عالم مشاعر الآخرين والتعاطف مع مشاعرهم.
