На неизчерпаемите възможности на нашия мозък са написани планини от литература. Той е способен да обработи огромно количество информация, която дори и съвременните компютри не могат да направят. Освен това, мозъкът при нормални условия работи без прекъсване за 70-80 години или повече. И всяка година се увеличава продължителността на живота му, а оттам и живота на човек.
Ефективната работа на този най-важен и в много отношения мистериозен орган се осигурява главно от два типа клетки: неврони и глиали. Невроните са отговорни за получаването и обработването на информация, памет, внимание, мислене, въображение и творчество.
Нейрон и неговата структура
Често можете да чуете, че умствените способности на човек гарантират наличието на сиво вещество. Какво е това вещество и защо е сиво? Този цвят има мозъчната кора, състояща се от микроскопични клетки. Това са неврони или нервни клетки, които осигуряват функционирането на нашия мозък и контрола на цялото човешко тяло.
Как е нервната клетка
Неврон, като всяка жива клетка, се състои от ядро и клетъчно тяло, което се нарича сома. Размерът на самата клетка е микроскопичен - от 3 до 100 микрона. Това обаче не пречи на неврона да бъде истинско хранилище на различна информация. Всяка нервна клетка съдържа пълен набор от гени - инструкции за производството на протеини. Някои от протеините участват в предаването на информация, други създават защитна обвивка около самата клетка, други участват в процесите на запаметяване, четвъртата осигурява промяна на настроението и т.н.
Дори и малък провал в една от програмите за производство на някои протеини може да доведе до сериозни последствия, заболяване, психично разстройство, деменция и др.
Всеки неврон е заобиколен от защитна обвивка на глиални клетки, те буквално запълват цялото междуклетъчно пространство и съставляват 40% от веществото на мозъка. Глия или колекция от глиални клетки изпълнява много важни функции: защитава невроните от неблагоприятни външни влияния, осигурява хранителни вещества за нервните клетки и премахва техните метаболитни продукти.
Глиалните клетки пазят здравето и целостта на невроните, затова не позволяват на много чужди химически вещества да навлязат в нервните клетки. Включително наркотици. Ето защо, ефективността на различни лекарства, предназначени да засилят активността на мозъка, е напълно непредсказуема и те действат по различен начин за всеки човек.
Дендрити и аксони
Въпреки сложността на неврона, тя сама по себе си не играе съществена роля в мозъка. Нашата нервна дейност, включително умствената дейност, е резултат от взаимодействието на много неврони, които обменят сигнали. Приемането и предаването на тези сигнали, по-точно слабите електрически импулси се осъществява с помощта на нервните влакна.
Невронът има няколко къси (около 1 мм) разклонени нервни влакна - дендрити, така наречени поради тяхната прилика с дървото. Дендритите са отговорни за получаване на сигнали от други нервни клетки. И като предавател на сигнали действа аксон. Това влакно в неврона е само едно, но може да достигне дължина до 1,5 метра. Свързвайки се с помощта на аксони и дендрити, нервните клетки образуват цели невронни мрежи. И колкото по-сложна е системата на взаимоотношенията, толкова по-трудна е нашата умствена дейност.
Невроновата работа
В основата на най-сложната дейност на нашата нервна система е обменът на слаби електрически импулси между невроните. Но проблемът е, че първоначално аксонът на една нервна клетка и дендритите на другия не са свързани, между тях има пространство, изпълнено с междуклетъчно вещество. Това е така наречената синаптична цепнатина и не може да преодолее своя сигнал. Представете си, че двама души разтягат ръцете си един на друг и не се протягат достатъчно.
Този проблем е решен просто от невроза. Под влияние на слаб електрически ток се появява електрохимична реакция и се образува протеинова молекула - невротрансмитер. Тази молекула се припокрива със синаптичната междина, превръщайки се в нещо като мост за сигнала. Невротрансмитерите изпълняват още една функция - те свързват невроните, и колкото по-често сигналът пътува по тази нервна верига, толкова по-силна е тази връзка. Представете си брод през реката. Преминавайки през него, човек хвърля камък във водата, а след това всеки следващ пътник прави същото. Резултатът е солиден, надежден преход.
Такава връзка между невроните се нарича синапс и играе важна роля в мозъчната дейност. Смята се, че дори нашата памет е резултат от работата на синапсите. Тези връзки осигуряват по-голяма скорост на преминаване на нервните импулси - сигналът по протежение на невронната верига се движи със скорост от 360 km / h или 100 m / s. Можете да изчислите колко време ще попадне в мозъка сигнал от пръст, който случайно сте прободоли с игла. Има една стара мистерия: "Какво е най-бързото нещо на света?" Отговор: "Мисъл". И това беше много ясно забелязано.
Видове неврони
Невроните са не само в мозъка, където те, взаимодействайки, образуват централната нервна система. Невроните се намират във всички органи на нашето тяло, в мускулите и връзките на повърхността на кожата. Особено много от тях в рецепторите, т.е. сетивата. Обширната мрежа от нервни клетки, която прониква в цялото човешко тяло, е периферна нервна система, която изпълнява функции толкова важни, колкото централната. Разнообразието от неврони е разделено на три основни групи:
- Афекторните неврони получават информация от сетивните органи и под формата на импулси по нервните влакна, които я доставят на мозъка. Тези нервни клетки имат най-дългите аксони, тъй като тялото им се намира в съответния участък на мозъка. Съществува строга специализация, а звуковите сигнали отиват изключително в слуховата част на мозъка, миризмите - към обонятелните, светлината - към визуалните и т.н.
- Междинните или интеркалярните неврони обработват информацията, получена от афекторите. След като информацията е била оценена, междинните неврони заповядват на сетивните органи и мускулите, разположени на периферията на нашето тяло.
- Еферентните или ефекторните неврони предават тази команда от междинния под формата на нервен импулс към органи, мускули и др.
Най-трудният и най-малко разбираем е работата на междинните неврони. Те са отговорни не само за рефлексните реакции, като например изтегляне на ръка от горещ тиган или мига, когато има светкавица. Тези нервни клетки осигуряват толкова сложни психични процеси като мислене, въображение, творчество. И как моменталният обмен на нервни импулси между невроните се превръща в ярки образи, фантастични сюжети, брилянтни открития или просто размисли върху твърд понеделник? Това е главната тайна на мозъка, на която учените дори не са се доближили.
Единственото нещо, което успя да разбере, че различните видове умствена дейност са свързани с активността на различни групи неврони. Сънища за бъдещето, запаметяване на стихотворение, възприемане на любим човек, мислене за покупки - всичко това се отразява в нашия мозък като проблясъци на активност на нервните клетки в различни точки на мозъчната кора.
Невронни функции
Като се има предвид, че невроните осигуряват функционирането на всички системи на тялото, функциите на нервните клетки трябва да бъдат много разнообразни. Освен това те все още не са напълно разбрани. Сред многото различни класификации на тези функции ще изберем една, която е най-разбираема и близка до проблемите на психологическата наука.
Функция за предаване на информация
Това е основната функция на невроните, с които други, макар и не по-малко значими, са свързани. Същата функция е най-изучена. Всички външни сигнали към органи влизат в мозъка, където се обработват. И след това, в резултат на обратна връзка, под формата на командни импулси, те се прехвърлят чрез еферентни нервни влакна обратно към сетивните органи, мускулите и т.н.
Такава постоянна циркулация на информация се случва не само на нивото на периферната нервна система, но и в мозъка. Връзки между неврони, които обменят информация, образуват необичайно сложни невронни мрежи. Само си представете: в мозъка има поне 30 милиарда неврони и всеки от тях може да има до 10 хиляди връзки. В средата на 20-ти век кибернетиката се опитва да създаде електронен компютър, работещ на принципа на човешкия мозък. Но те не успяха - процесите, протичащи в централната нервна система, се оказаха твърде сложни.
Функция за запазване на опита
Невроните са отговорни за това, което наричаме памет. По-точно, както са открили неврофизиолозите, запазването на следи от сигнали, преминаващи през нервните вериги, е своеобразен страничен продукт на мозъчната дейност. В основата на паметта стоят протеиновите молекули - невротрансмитери, които възникват като свързващ мост между нервните клетки. Следователно, няма специална част от мозъка, отговорна за съхранението на информацията. И ако в резултат на нараняване или заболяване настъпи разрушаване на нервните връзки, тогава човек може частично да загуби паметта.
Интегративна функция
Това е взаимодействието между различните части на мозъка. Мигновени „проблясъци” на предавани и приети сигнали, горещи точки в мозъчната кора - това е раждането на образи, чувства и мисли. Сложните неврални връзки, които обединяват помежду си различните части на мозъчната кора и проникват в субкортикалната зона, са продукт на нашата умствена дейност. И колкото повече възникват такива връзки, толкова по-добро е паметта и по-продуктивно е мисленето. Това е, всъщност, колкото повече мислим, толкова по-умни сме.
Функция за производство на протеин
Активността на нервните клетки не се ограничава до информационните процеси. Невроните са истински фабрики на протеини. Това са същите невротрансмитери, които не само функционират като “мост” между невроните, но и играят огромна роля в регулирането на работата на нашето тяло като цяло. В момента има около 80 вида от тези протеинови съединения, които изпълняват различни функции:
- Норепинефрин, понякога наричан гняв или хормон на стреса. Тонизира тялото, подобрява работата, кара сърцето да бие по-бързо и подготвя тялото за незабавни действия за отблъскване на опасността.
- Допаминът е основният тоник за тялото ни. Той участва в ревитализирането на всички системи, включително по време на пробуждането, по време на физическо натоварване и създава положително емоционално отношение до еуфория.
- Серотонинът също е вещество на "добро настроение", въпреки че не засяга физическата активност.
- Глутаматът е предавател, необходим за функционирането на паметта, без неговото дългосрочно съхранение на информация е невъзможно.
- Ацетилхолинът управлява процесите на сън и събуждане и също е необходим за активиране на вниманието.
Невротрансмитерите, или по-скоро броят им, влияят върху здравето на тялото. И ако има някакви проблеми с производството на тези протеинови молекули, тогава могат да се развият сериозни заболявания. Например, дефицитът на допамин е една от причините за болестта на Паркинсон и ако това вещество се произвежда твърде много, тогава може да се развие шизофрения. Ако ацетилхолин не се произвежда достатъчно, тогава може да се появи много неприятно заболяване на Алцхаймер, което е съпроводено с деменция.
Образуването на неврони в мозъка започва още преди раждането на човек, а през целия период на съзряване се появява активното образуване и усложнение на нервните връзки. Дълго време се смяташе, че при възрастен човек не могат да се появят нови нервни клетки, но процесът на тяхното изчезване е неизбежен. Следователно умственото развитие на личността е възможно само поради усложненията на нервните връзки. И тогава в напреднала възраст всички са обречени на спад в умствените способности.
Но последните изследвания опровергаха тази песимистична прогноза. Швейцарски учени са доказали, че има мозъчен регион, който е отговорен за раждането на нови неврони. Това е хипокампусът, който произвежда до 1400 нови нервни клетки дневно. И всичко, което трябва да направите, е да ги включите по-активно в работата на мозъка, да получавате и разбирате нова информация, като по този начин създавате нови невронни връзки и усложнявате невронната мрежа.
Неврони на мозъка - структурата, класификацията и пътищата
Невронова структура
Всяка структура в човешкото тяло се състои от специфични тъкани, присъщи на орган или система. В нервната тъкан - неврон (невроцит, нерв, неврон, нервно влакно). Какво представляват мозъчните неврони? Това е структурно-функционална единица на нервната тъкан, която е част от мозъка. В допълнение към анатомичната дефиниция на неврон, има и функционална - това е клетка, възбудена от електрически импулси, способна да обработва, съхранява и предава информация към други неврони, използвайки химически и електрически сигнали.
Структурата на нервната клетка не е толкова трудна, в сравнение със специфичните клетки на други тъкани, тя определя и нейната функция. Невроцитът се състои от тяло (друго име е сома), а процесите са аксон и дендрит. Всеки елемент на неврон изпълнява своята функция. Soma е заобиколен от слой мастна тъкан, позволяващ да преминават само мастноразтворими вещества. Вътре в тялото са ядрото и другите органели: рибозомите, ендоплазмения ретикулум и други.
В допълнение към собствените неврони, в мозъка преобладават следните клетки, а именно глиални клетки. Често се наричат мозъчно лепило за своята функция: глията изпълнява спомагателна функция за невроните, като им осигурява среда. Глиалната тъкан осигурява регенерация на нервната тъкан, хранене и помага за създаване на нервни импулси.
Броят на невроните в мозъка винаги е интересувал изследователите в областта на неврофизиологията. Така броят на нервните клетки варира от 14 милиарда до 100. Последните изследвания на бразилски експерти разкриват, че броят на невроните е средно 86 милиарда клетки.
процеси
Инструментите в ръцете на неврона са процеси, благодарение на които невронът може да изпълнява функцията си като предавател и пазител на информация. Това са процесите, които образуват широка нервна мрежа, която позволява на човешката психика да се разгърне в цялата си слава. Има мит, че умствените способности на човека зависят от броя на невроните или от теглото на мозъка, но това не е така: хората, чиито полета и подполета на мозъка са силно развити (повече от няколко пъти), стават гении. Благодарение на това поле, отговорността за определени функции ще може да изпълнява тези функции по-творчески и по-бързо.
аксон
Един аксон е дълъг процес на неврон, който предава нервните импулси от сомата на нерв към други клетки или органи, иннервирани от специфична част от нервния стълб. Природата дава на гръбначни животни бонус - миелиново влакно, в структурата на което се намират клетки на Шван, между които има малки празни участъци - прихващания на Ранвие. На тях, както на стълба, нервните импулси скачат от едно място на друго. Тази структура ви позволява да ускорите трансфера на информация (до около 100 метра в секунда). Скоростта на движение на електрическия импулс през влакно, което не притежава миелин, е средно 2–3 метра в секунда.
дендрити
Друг вид процеси на нервните клетки са дендритите. За разлика от дългия и твърд аксон, дендритът е къса и разклонена структура. Този процес не участва в предаването на информация, а само при получаването му. И така, възбуждането влиза в тялото на неврон с помощта на къси дендритни клони. Сложността на информацията, която дендритът може да получи, се определя от нейните синапси (специфични нервни рецептори), а именно нейния диаметър на повърхността. Дендритите, поради огромния си брой бодли, могат да установят стотици хиляди контакти с други клетки.
Метаболизъм в неврон
Отличителна черта на нервните клетки е техният метаболизъм. Метаболизмът в невроцитите се отличава с висока скорост и преобладаване на аеробни (базирани на кислород) процеси. Тази особеност на клетката се обяснява с факта, че мозъкът е изключително енергоемък и неговата кислородна потребност е висока. Въпреки факта, че теглото на мозъка е само 2% от теглото на цялото тяло, консумацията му на кислород е около 46 ml / min, а това е 25% от общото потребление на тялото.
Основният източник на енергия за мозъчната тъкан, в допълнение към кислорода, е глюкозата, където тя претърпява комплексни биохимични трансформации. В крайна сметка от захарните съединения се отделя голямо количество енергия. Така може да се отговори на въпроса как да се подобрят нервните връзки на мозъка: използвайте продукти, съдържащи глюкозни съединения.
Невронни функции
Въпреки относително несложната структура, невронът има много функции, основните от които са както следва:
- възприемане на дразнене;
- лечение на стимул;
- импулсно предаване;
- формиране на отговора.
Функционално, невроните са разделени в три групи:
Освен това, в нервната система, друга група е функционално разграничена - инхибираща (отговорна за инхибиране на възбуждането на клетките) нервите. Такива клетки противодействат на разпространението на електрическия потенциал.
Невронова класификация
Нервните клетки са разнообразни като такива, така че невроните могат да бъдат класифицирани въз основа на техните различни параметри и атрибути, а именно:
- Форма на тялото. Невроцитите на различни форми на сома се намират в различни части на мозъка:
- звездообразна;
- вретеновиден;
- пирамидални (Betz клетки).
- По брой издънки:
- еднополюсен: има един процес;
- биполярно: на тялото са разположени два процеса;
- multipolar: върху сомата на тези клетки има три или повече процеси.
- Контактни характеристики на невронната повърхност:
- Axo-соматични. В този случай аксонът е в контакт със сомата на съседната клетка на нервната тъкан;
- Axo-дендритни. Този вид контакт включва свързването на аксон и дендрит;
- Axo-на аксоните. Аксонът на един неврон има връзки с аксона на друга нервна клетка.
Видове неврони
За да се осъществят съзнателни движения е необходимо импулсът, който се образува в моторната извивка на мозъка, да може да постигне необходимите мускули. Така се различават следните видове неврони: централният мотоневрон и периферният.
Първият тип нервни клетки произхожда от предния централен извивката, разположен пред най-голямата бразда на мозъка - браздата на Роланд, а именно Betz пирамидалните клетки. След това аксоните на централния неврон отиват дълбоко в полукълбите и преминават през вътрешната капсула на мозъка.
Периферните двигателни невроцити се образуват от моторните неврони на предните рогове на гръбначния мозък. Техните аксони достигат до различни образувания като плексуси, гръбначни нервни купове и, най-важното, изпълняващите мускули.
Развитието и растежа на невроните
Нервната клетка произхожда от прогениторната клетка. Развивайки се, първите аксони започват да растат, дендритите узряват малко по-късно. В края на еволюцията на невроцитния процес се образува малко уплътнение с неправилна форма в сома клетката. Тази формация се нарича конус на растежа. Той съдържа митохондрии, неврофиламенти и тубули. Рецепторните системи на клетката постепенно узряват и синаптичните области на невроцитите се разширяват.
път
Нервната система има своите сфери на влияние в цялото тяло. С помощта на проводящи влакна се осъществява нервното регулиране на системите, органите и тъканите. Мозъкът, благодарение на широка система от пътища, напълно контролира анатомичното и функционално състояние на всяка структура на тялото. Бъбреци, черен дроб, стомах, мускули и други - всичко това инспектира мозъка, внимателно и старателно координира и регулира всеки милиметър тъкан. И в случай на неуспех, той коригира и избира подходящия модел на поведение. Така, благодарение на пътищата, човешкото тяло се характеризира с автономия, саморегулиране и адаптивност към външната среда.
Мозъчни пътища
Пътят е група от нервни клетки, чиято функция е да обменят информация между различни части на тялото.
- Асоциативни нервни влакна. Тези клетки свързват различни нервни центрове, разположени в едно и също полукълбо.
- Комисионни влакна. Тази група е отговорна за обмена на информация между подобни центрове на мозъка.
- Проекционни нервни влакна. Тази категория влакна артикулира мозъка с гръбначния мозък.
- Екстероцептивни начини. Те носят електрически импулси от кожата и другите сетивни органи до гръбначния мозък.
- Пропреосептивно. Такава група пътища води сигнали от сухожилията, мускулите, сухожилията и ставите.
- Интероцептивни пътища. Влакната на този тракт произлизат от вътрешните органи, кръвоносните съдове и чревните мезентерии.
Взаимодействие с невротрансмитери
Невроните на различни места общуват помежду си, използвайки електрически импулси с химическа природа. И така, какво е основата на тяхното образование? Има така наречените невротрансмитери (невротрансмитери) - сложни химични съединения. На повърхността на аксона е разположен нервен синапс - контактната повърхност. От една страна, има пресинаптична празнина, а от друга - постсинаптична празнина. Между тях има пролука - това е синапсът. На пресинаптичната част на рецептора има торбички (везикули), съдържащи определено количество невротрансмитери (квантови).
Когато импулсът достигне до първата част на синапса, се инициира сложен биохимичен каскаден механизъм, в резултат на който се отварят торбичките с медиатори и кванти на междинните вещества плавно се вливат в процепа. На този етап импулсът изчезва и се появява само когато невротрансмитерите достигнат постсинаптичната пукнатина. След това биохимичните процеси се активират отново с отварянето на портата за медиаторите и тези, действащи върху най-малките рецептори, се превръщат в електрически импулс, който отива по-далеч в дълбините на нервните влакна.
Междувременно се различават различни групи от тези невротрансмитери, а именно:
- Спирачни невротрансмитери - група вещества, които имат инхибиторен ефект върху възбуждането. Те включват:
- гама-аминомаслена киселина (GABA);
- глицин.
- Вълнуващи медиатори:
- ацетилхолин;
- допамин;
- серотонин;
- норепинефрин;
- адреналин.
Ремонтирани ли са нервните клетки?
Дълго време се смяташе, че невроните не са способни на разделяне. Въпреки това, според съвременните изследвания, това твърдение се оказа невярно: в някои части на мозъка се случва процесът на неврогенеза на невроцитните прекурсори. В допълнение, мозъчната тъкан има изключителна способност за невропластичност. Има много случаи, в които здравата част на мозъка поема функцията на увредените.
Много експерти в областта на неврофизиологията се чудеха как да възстановят невроните на мозъка. С последните изследвания на американски учени се оказа, че за навременното и правилно възстановяване на невроцитите не е необходимо да се използват скъпи лекарства. За да направите това, трябва само да направите правилните модели на сън и да се храните правилно с включването в диетата на витамини от група В и нискокалорични храни.
Ако има нарушение на нервните връзки на мозъка, те могат да се възстановят. Въпреки това, съществуват сериозни патологии на невронни връзки и пътища, като болест на моторния неврон. След това трябва да се обърнете към специализирана клинична помощ, където невролозите могат да открият причината за патологията и да направят правилното лечение.
Хората, които преди това са консумирали или са пили алкохол, често задават въпрос за това как да възстановят мозъчните неврони след алкохола. Специалистът ще отговори, че за това е необходимо системно да работи върху здравето си. Комплексът от дейности включва балансирано хранене, редовни физически упражнения, умствена дейност, ходене и пътуване. Доказано е, че невронните връзки на мозъка се развиват чрез изследване и разглеждане на напълно нова информация за хората.
В условията на пресищане с излишна информация, наличието на пазар за бързо хранене и седящ начин на живот, мозъкът е качествено податлив на различни увреждания. Атеросклероза, тромботични образувания на съдовете, хроничен стрес, инфекции - всичко това е пряк път към запушване на мозъка. Въпреки това има лекарства, които възстановяват мозъчните клетки. Основната и популярна група са ноотропите. Препаратите в тази категория стимулират метаболизма в невроцитите, повишават устойчивостта към кислороден дефицит и имат положителен ефект върху различни психични процеси (памет, внимание, мислене). В допълнение към ноотропите, фармацевтичният пазар предлага продукти, съдържащи никотинова киселина, средства за укрепване на кръвоносните съдове и други. Трябва да се помни, че възстановяването на нервните връзки на мозъка при приемането на различни лекарства е дълъг процес.
Ефектът на алкохола върху мозъка
Алкохолът има отрицателно въздействие върху всички органи и системи и особено върху мозъка. Етиловият алкохол лесно прониква в защитните бариери на мозъка. Метаболитът на алкохола, ацеталдехид, е сериозна заплаха за невроните: алкохол дехидрогеназата (ензим, който обработва алкохол в черния дроб) привлича повече течност, включително вода от мозъка, в тялото по време на обработката. Така, алкохолните съединения просто изсушават мозъка, извличат вода от него, в резултат на което мозъчните структури атрофират и настъпва клетъчна смърт. В случай на еднократна употреба на алкохол, тези процеси са обратими, което не може да се спори за хроничната употреба на алкохол, когато освен органичните промени се формират и стабилни патохаратерологични особености на алкохола. Повече подробности за това как "Влияние на алкохол върху мозъка".