Էվոլյուցիայի ամենամեծ ձեռքբերումը ուղեղն է և օրգանիզմների զարգացած նյարդային համակարգը՝ քիմիական ռեակցիաների վրա հիմնված ավելի ու ավելի բարդ տեղեկատվական ցանցով: Նյարդային իմպուլսը, որն անցնում է նեյրոնների գործընթացների երկայնքով, մարդկային բարդ գործունեության կվինտեսենտն է: Նրանց մեջ առաջանում է իմպուլս, այն շարժվում է նրանց երկայնքով, և հենց նեյրոններն են դրանք վերլուծում։ Նեյրոնի գործընթացները նյարդային համակարգի այս հատուկ բջիջների հիմնական ֆունկցիոնալ մասն են, և մենք կխոսենք դրանց մասին:
Նեյրոնների ծագումը
Մասնագիտացված բջիջների ծագման հարցը այսօր դեռ բաց է։ Այս թեմայի վերաբերյալ կա առնվազն երեք տեսություն՝ Քլայնենբերգ (Kleinenberg, 1872), եղբայրներ Հերտվիգ (Հերտվիգ, 1878) և Զավարզին (Զավարզին, 1950): Դրանք բոլորը հանգում են նրան, որ նեյրոնները առաջացել են առաջնային զգայուն էկտոդերմալ բջիջներից, իսկ նրանց նախորդները գնդաձև սպիտակուցներ են, որոնք միավորվել են կապոցների մեջ: Սպիտակուցներ, որոնք հետագայում ստացան բջջայինթաղանթ, պարզվեց, որ ունակ է ընկալել գրգռվածությունը, առաջացնել և անցկացնել գրգռում։
Ժամանակակից գաղափարներ նեյրոնի կառուցվածքի և գործընթացների մասին
Նյարդային հյուսվածքի մասնագիտացված բջիջը բաղկացած է՝
- Սոմա կամ նեյրոնի մարմին, որը պարունակում է օրգանելներ, նեյրոֆիբրիլներ և միջուկ։
- Նեյրոնի շատ կարճ գործընթացներ, որոնք կոչվում են դենդրիտներ: Նրանց գործառույթն է ընկալել գրգռվածությունը:
- Նեյրոնի մեկ երկար պրոցես՝ աքսոն, որը ծածկված է միելինային թաղանթով «կլատչի» պես: Աքսոնի հիմնական գործառույթը գրգռում վարելն է։
Նեյրոնի բոլոր կառուցվածքներն ունեն թաղանթների տարբեր կառուցվածք և բոլորը բոլորովին տարբեր են: Բազմաթիվ նեյրոնների մեջ (դրանցից մոտ 25 միլիարդ կա մեր ուղեղում) բացարձակ երկվորյակներ չկան թե՛ արտաքինով, թե՛ կառուցվածքով և, որ ամենակարևորն է, գործելու առանձնահատկություններով։
Նեյրոնների կարճ գործընթացներ. կառուցվածք և գործառույթներ
Նեյրոնի մարմինն ունի բազմաթիվ կարճ և ճյուղավորված գործընթացներ, որոնք կոչվում են դենդրիտային ծառ կամ դենդրիտային շրջան։ Բոլոր դենդրիտներն ունեն բազմաթիվ ճյուղեր և այլ նեյրոնների հետ շփման կետեր: Ընկալման այս ցանցը մեծացնում է նեյրոնը շրջապատող միջավայրից տեղեկատվության հավաքման մակարդակը: Բոլոր դենդրիտներն ունեն հետևյալ հատկանիշները՝
- Դրանք համեմատաբար կարճ են՝ մինչև 1 միլիմետր։
- Նրանք չունեն միելինային պատյան։
- Այս նեյրոնային պրոցեսները բնութագրվում են ռիբոնուկլեոտիդների, էնդոպլազմիկ ցանցի և միկրոխողովակների ընդարձակ ցանցի առկայությամբ, որն ունի իր սեփականը.եզակիություն.
- Նրանք ունեն կոնկրետ պրոցեսներ՝ ողնաշար։
Դենդրիտային փշեր
Դենդրիտային թաղանթի այս ելքերը մեծ քանակությամբ կարելի է գտնել դրանց ողջ մակերեսի վրա: Սրանք նեյրոնի լրացուցիչ կոնտակտային կետեր են (սինապսներ), որոնք մեծապես մեծացնում են միջնեյրոնային շփումների տարածքը: Ընդունող մակերեսը ընդլայնելուց բացի, նրանք կարևոր դեր են խաղում հանկարծակի էքստրեմալ ազդեցությունների իրավիճակներում (օրինակ՝ թունավորման կամ իշեմիայի դեպքում)։ Նրանց թիվը նման դեպքերում կտրուկ փոխվում է աճի կամ նվազման ուղղությամբ և օրգանիզմին խթանում է նյութափոխանակության պրոցեսների արագությունն ու քանակը ավելացնելու կամ նվազեցնելու համար։
Գործընթացի անցկացում
Նեյրոնի երկարատև ընթացքը կոչվում է աքսոն (ἀξον - առանցք, հունարեն), այն նաև կոչվում է առանցքային գլան։ Նեյրոնի մարմնի վրա աքսոնի առաջացման վայրում կա մի կույտ, որը կարևոր դեր է խաղում նյարդային ազդակի ձևավորման գործում: Հենց այստեղ է ամփոփվում նեյրոնի բոլոր դենդրիտներից ստացված գործողության ներուժը։ Աքսոնի կառուցվածքը պարունակում է միկրոխողովակներ, բայց օրգանելներ գրեթե չկան։ Այս գործընթացի սնուցումը և աճը լիովին կախված են նեյրոնների մարմնից: Երբ աքսոնը վնասվում է, նրանց ծայրամասային մասը մահանում է, մինչդեռ մարմինը և մնացած մասը մնում են կենսունակ: Եվ երբեմն նեյրոնը կարող է նոր աքսոն աճեցնել: Աքսոնի տրամագիծը ընդամենը մի քանի միկրոմետր է, սակայն երկարությունը կարող է հասնել 1 մետրի։ Այդպիսին են, օրինակ, ողնուղեղի նեյրոնների աքսոնները, որոնք նյարդայնացնում են մարդու վերջույթները:
Աքսոնի միելինացիա
Նեյրոնի երկարատև պրոցեսների թաղանթը ձևավորվում է Շվանի բջիջներով: Այս բջիջները փաթաթվում են աքսոնի հատվածների շուրջը, և նրանց բջիջները փաթաթվում են դրա շուրջը: Շվանի բջիջների ցիտոպլազմը գրեթե ամբողջությամբ կորել է, և մնացել է միայն լիպոպրոտեինների թաղանթ (միելին): Նեյրոնային մարմինների երկարատև պրոցեսների միելինային թաղանթի նպատակն է ապահովել էլեկտրական մեկուսացում, ինչը հանգեցնում է նյարդային իմպուլսի արագության բարձրացմանը (2 մ/վ-ից մինչև 120 մ/վ): Պատյանն ունի ճեղքեր՝ Ռանվիերի կծկումներ։ Այս վայրերում իմպուլսը, ինչպես գալվանական բնույթի հոսանք, ազատորեն ներթափանցում է միջավայրը և ետ է մտնում։ Եվ հենց Ranvier-ի նեղացումներում է առաջանում գործողության ներուժը: Այսպիսով, իմպուլսը շարժվում է աքսոնի երկայնքով ցատկերով՝ կծկումից սեղմում: Միելինը սպիտակ է, սա այն է, ինչ չափանիշ է ծառայել նյարդային նյութը մոխրագույնի (նեյրոնային մարմինների) և սպիտակի (ուղիների) բաժանելու համար։
Աքսոնի թփեր
Աքսոնն իր վերջում բազմիցս ճյուղավորվում է և թփուտ է կազմում։ Յուրաքանչյուր ճյուղի վերջում կա սինապս՝ աքսոնի շփման վայրը մեկ այլ աքսոնի, դենդրիտի, նեյրոնների մարմնի կամ սոմատիկ բջիջների հետ։ Այս բազմակի ճյուղավորումը թույլ է տալիս բազմակի նյարդայնացում և իմպուլսների փոխանցման կրկնօրինակում:
Սինապսը նյարդային ազդակների փոխանցման վայրն է
Սինապսները նեյրոնների յուրահատուկ ձևավորումներ են, որտեղ ազդանշանը փոխանցվում է միջնորդներ կոչվող նյութերի միջոցով: Գործողության պոտենցիալը (նյարդային իմպուլսը) հասնում է գործընթացի ավարտին՝ աքսոնի խտացմանը, որը կոչվում է նախասինապտիկ շրջան։Կան բազմաթիվ վեզիկուլներ միջնորդներով (վեզիկուլներ): Նեյրոհաղորդիչները կենսաբանորեն ակտիվ մոլեկուլներ են, որոնք նախատեսված են նյարդային ազդակ փոխանցելու համար (օրինակ՝ ացետիլխոլինը մկանային սինապսներում)։ Երբ գործողության պոտենցիալի տեսքով տրանսմեմբրանային հոսանքը հասնում է սինապս, այն խթանում է թաղանթային պոմպերը, և կալցիումի իոնները մտնում են բջիջ: Նրանք նախաձեռնում են վեզիկուլների պատռումը, միջնորդը մտնում է սինապտիկ ճեղքվածք և կապվում իմպուլս ընդունիչի հետսինապսային թաղանթի ընկալիչների հետ։ Այս փոխազդեցությունը գործարկում է մեմբրանի նատրիում-կալիումի պոմպերը, և առաջանում է գործողության նոր ներուժ, որը նույնական է նախորդին:
Աքսոն և թիրախային բջիջ
Մարմնի սաղմնածին և հետսաղմնագենեզի գործընթացում նեյրոնները աճեցնում են աքսոններ դեպի այն բջիջները, որոնք պետք է ներվայնացվեն նրանց կողմից: Եվ այս աճը խիստ ուղղված է։ Նեյրոնների աճի մեխանիզմները հայտնաբերվել են ոչ այնքան վաղուց, և դրանք հաճախ համեմատվում են շանը շղթայակապով առաջնորդող տիրոջ հետ: Մեր դեպքում հյուրընկալողը նեյրոնի մարմինն է, շղթան՝ աքսոնը, իսկ շունը աքսոնի աճի կետն է՝ կեղծ պսեւդոպոդիայով (կեղծոպոդիա): Աքսոնի աճի կողմնորոշումն ու ուղղությունը կախված է բազմաթիվ գործոններից: Այս մեխանիզմը բարդ է և հիմնականում դեռևս ամբողջությամբ չի հասկացվել: Բայց փաստը մնում է փաստ՝ աքսոնը հասնում է հենց իր թիրախային բջիջին, և շարժական նեյրոնի պրոցեսները, որը պատասխանատու է փոքրիկ մատի համար, կաճեն փոքր մատի մկանների մեջ։
Աքսոնի օրենքներ
Աքսոնների երկայնքով նյարդային իմպուլս անցկացնելիս գործում են չորս հիմնական օրենքներ.
- Անատոմիական և ֆիզիոլոգիական ամբողջականության օրենքը. Հաղորդումը հնարավոր է միայն նեյրոնների անձեռնմխելի գործընթացների ընթացքում: Այս կանոնի վրա կիրառվում է նաև թաղանթների թափանցելիության փոփոխության հետևանքով առաջացած վնասը (դեղերի կամ թունավորումների ազդեցության տակ):
- Գրգռման մեկուսացման օրենքը. Մեկ աքսոն - մեկ գրգռման անցկացում: Աքսոնները միմյանց հետ չեն կիսում նյարդային ազդակները։
- Միակողմանի պահելու օրենքը. Աքսոնը իմպուլսը փոխանցում է կենտրոնախույս կամ կենտրոնաձիգ:
- Ոչ կորստի օրենքը. Սա չնվազման հատկությունն է՝ իմպուլս վարելիս այն չի դադարում և չի փոխվում։
Նեյրոնների տարատեսակներ
Նեյրոնները աստղային են, բրգաձև, հատիկավոր, զամբյուղաձև, դրանք կարող են այդպիսին լինել մարմնի ձևով: Ըստ պրոցեսների քանակի՝ նեյրոնները լինում են՝ երկբևեռ (յուրաքանչյուրը մեկ դենդրիտ և աքսոն) և բազմաբևեռ (մեկ աքսոն և բազմաթիվ դենդրիտներ)։ Ըստ ֆունկցիոնալության, նեյրոնները զգայական են, միացնող և գործադիր (շարժիչ և շարժիչ): Տարբերում են Գոլգի տիպի 1-ին և Գոլգի տիպի 2-ի նեյրոնները: Այս դասակարգումը հիմնված է աքսոնային նեյրոնային գործընթացի երկարության վրա: Առաջին տեսակն այն է, երբ աքսոնը տարածվում է մարմնի գտնվելու վայրից շատ հեռու (ուղեղային ծառի կեղևի բրգաձեւ նեյրոններ): Երկրորդ տեսակը՝ աքսոնը գտնվում է մարմնի հետ նույն գոտում (ուղեղային նեյրոններ):
