Човешкото тялое доста сложна и балансирана система, функционираща в съответствие с ясни правила. Освен това външно изглежда, че всичко е доста просто, но всъщност нашето тяло е невероятно взаимодействие на всяка клетка и орган. Целият този "оркестър" се ръководи от нервната система, която се състои от неврони. Днес ще ви разкажем какво представляват невроните и колко важни са те в човешкото тяло. В крайна сметка те са тези, които са отговорни за нашето психическо и физическо здраве.
Всеки ученик знае, че мозъкът и нервната система са отговорни за нас. Тези два блока на нашето тяло са представени от клетки, всяка от които се нарича нервен неврон. Тези клетки са отговорни за приемането и предаването на импулси от неврон към неврон и други клетки на човешки органи.
За да разберем по-добре какво представляват невроните, те могат да бъдат представени като важен елемент нервна система, който изпълнява не само проводяща роля, но и функционална. Изненадващо, невролозите все още продължават да изучават невроните и тяхната работа за предаване на информация. Разбира се, те постигнаха голям успех в научните си изследвания и успяха да разкрият много тайни на нашето тяло, но все още не могат да отговорят веднъж завинаги на въпроса какво представляват невроните.
Нервни клетки: характеристики
Невроните са клетки и в много отношения приличат на другите си „братя“, които изграждат нашето тяло. Но те имат редица характеристики. Поради своята структура, такива клетки в човешкото тяло, свързвайки се, създават нервен център.
Невронът има ядро и е заобиколен от защитна обвивка. Това го прави подобен на всички други клетки, но тук приликите свършват. Останалите характеристики на нервната клетка я правят наистина уникална:
- Невроните не се делят
Невроните на мозъка (мозък и гръбначен) не се делят. Изненадващо е, но те спират да се развиват почти веднага след появата си. Учените смятат, че определена прогениторна клетка завършва деленето си, преди невронът да се развие напълно. В бъдеще той само изгражда връзки, но не и количеството си в тялото. Много заболявания на мозъка и централната нервна система са свързани с този факт. С възрастта някои неврони умират, а останалите клетки, поради ниската активност на самия човек, не могат да изградят връзки и да заменят своите "братя". Всичко това води до дисбаланс в организма и в някои случаи до смърт.
- Нервните клетки предават информация
Невроните могат да предават и получават информация чрез процеси - дендрити и аксони. Те са в състояние да възприемат определени данни, използвайки химична реакцияи го превръщат в електрически импулс, който от своя страна преминава през синапси (връзки) към необходимите клетки на тялото.
Учените са доказали уникалността на нервните клетки, но всъщност сега те знаят за невроните само 20% от това, което всъщност крият. Потенциалът на невроните все още не е разкрит, в научния свят има мнение, че разкриването на една тайна на функционирането на нервните клетки се превръща в началото на друга тайна. И този процес в понастоящемизглежда безкраен.
Колко неврони има в тялото?
Тази информация не е известна със сигурност, но неврофизиолозите предполагат, че в човешкото тяло има повече от сто милиарда нервни клетки. В същото време една клетка има способността да образува до десет хиляди синапси, които дават възможност за бърза и ефикасна комуникация с други клетки и неврони.
Структурата на невроните
Всяка нервна клетка се състои от три части:
- невронно тяло (сома);
- дендрити;
- аксони.
Все още не е известно кой от процесите се развива първи в клетъчното тяло, но разпределението на отговорностите между тях е съвсем очевидно. Процесът на неврон, аксон, обикновено се образува в едно копие, но може да има много дендрити. Техният брой понякога достига няколко стотин, колкото повече дендрити има една нервна клетка, толкова повече клетки може да бъде свързана. В допълнение, обширната мрежа от клонове ви позволява да предавате много информация за възможно най-кратко време.
Учените смятат, че преди образуването на процеси, невронът се разпространява в цялото тяло и от момента, в който се появяват, той вече е на едно място без промяна.
Предаване на информация от нервните клетки
За да разберем колко важни са невроните, е необходимо да разберем как те изпълняват своята функция за предаване на информация. Невронните импулси са в състояние да се движат в химически и електрическа форма... Процесът на невронния дендрит получава информация като стимул и я предава на тялото на неврона, аксона я предава като електронен импулс към други клетки. Дендритите на друг неврон възприемат електронен импулс веднага или с помощта на невротрансмитери (химични предаватели). Невротрансмитерите се улавят от невроните и по-късно се използват като свои.
Видове неврони по брой процеси
Учените, наблюдавайки работата на нервните клетки, са разработили няколко вида на тяхната класификация. Един от тях разделя невроните по броя на процесите:
- еднополюсен;
- псевдо-униполярно;
- биполярно;
- многополюсен;
- без оси.
Многополюсен неврон се счита за класически, той има един къс аксон и мрежа от дендрити. Най-малко проучени са неаксонните нервни клетки, учените знаят само тяхното местоположение - гръбначен мозък.
Рефлексна дъга: определение и кратко описание
В неврофизиката има такъв термин като "рефлексни дъга неврони". Без него е доста трудно да се получи пълна представа за работата и значението на нервните клетки. Дразнещите вещества, които засягат нервната система, се наричат рефлекси. Това е основната дейност на нашата централна нервна система, тя се осъществява с помощта на рефлексна дъга. Може да се представи като вид пътека, по която импулсът преминава от неврон към действие (рефлекс).
Този път може да бъде разделен на няколко етапа:
- възприемане на дразнене от дендрити;
- предаване на импулси към тялото на клетката;
- преобразуване на информацията в електрически импулс;
- предаване на импулс към органа;
- промени в органната активност (физическа реакция на стимул).
Рефлексните дъги могат да бъдат различни и да се състоят от няколко неврона. Например, обикновена рефлексна дъга се образува от две нервни клетки. Единият от тях получава информация, докато другият принуждава човешките органи да извършват определени действия. Това обикновено се нарича безусловен рефлекс. Това се случва, когато човек е ударен, например, върху патела, и в случай на докосване на гореща повърхност.
По принцип обикновена рефлексна дъга провежда импулси през процесите на гръбначния мозък, сложна рефлексна дъга провежда импулс директно към мозъка, който от своя страна го обработва и може да се съхранява. По-късно, при получаване на подобен импулс, мозъкът изпраща командата, която искатена органите за извършване на определен набор от действия.
Функционална класификация на невроните
Възможно е да се класифицират невроните според тяхното непосредствено предназначение, тъй като всяка група нервни клетки е предназначена за определени действия. Видовете неврони са представени, както следва:
- Чувствителен
Тези нервни клетки са предназначени да възприемат дразненето и да го трансформират в импулс, който се пренасочва към мозъка.
Те възприемат информация и предават импулс на мускулите, които привеждат в движение части на тялото и органите на човек.
3. Вмъкване
Тези неврони изпълняват сложна работа; те са разположени в центъра на веригата между сензорните и двигателните нервни клетки. Такива неврони получават информация, извършват предварителна обработка и предават импулсна команда.
4. Секреторна
Секреторните нервни клетки синтезират неврохормони и имат специална структура с голям брой мембранни торбички.
Моторни неврони: характеристики
Еферентните (моторни) неврони имат структура, идентична с другите нервни клетки. Тяхната мрежа от дендрити е най-разклонена и аксоните се простират до мускулните влакна. Те карат мускулите да се свиват и изправят. Най-дългият в човешкото тяло е просто аксонът на моторния неврон, който отива към палецфута от лумбален... Средно дължината му е около един метър.
Почти всички еферентни неврони се намират в гръбначния мозък, защото именно той е отговорен за повечето от нашите несъзнателни движения. Това се отнася не само за безусловните рефлекси (например мигане), но и за всякакви действия, за които не мислим. Когато гледаме обект, тогава към него се изпращат импулси оптичен нервмозък. Но движението очна ябълканаляво и надясно се извършва чрез командите на гръбначния мозък, това са несъзнателни движения. Следователно, с напредването на възрастта, когато съвкупността от несъзнателни привични действия се увеличава, важността на моторните неврони се представя в нова светлина.
Видове моторни неврони
От своя страна еферентните клетки имат определена класификация. Те са разделени на следните два вида:
- а-моторни неврони;
- y-моторни неврони.
Първият тип неврони има по-плътна структура на влакната и се прикрепя към различни мускулни влакна. Един такъв неврон може да използва различен брой мускули.
Y-моторните неврони са малко по-слаби от своите "колегати", те не могат да използват няколко мускулни влакна едновременно и са отговорни за мускулното напрежение. Можем да кажем, че и двата вида неврони са контролиращият орган на двигателната активност.
Към кои мускули се свързват моторните неврони?
Аксоните на невроните са свързани с няколко вида мускули (работят), които се класифицират като:
- животно;
- вегетативен.
Първата мускулна група е скелетна, докато втората принадлежи към категорията на гладките мускули. Методите на закрепване към мускулното влакно също са различни. Скелетните мускули образуват вид плака в точката на контакт с невроните. Автономните неврони комуникират с гладката мускулатура чрез малки издутини или везикули.
Заключение
Невъзможно е да си представим как би функционирало нашето тяло при липса на нервни клетки. Те вършат невероятно трудна работа всяка секунда, отговаряйки за нашата емоционално състояние, вкусови предпочитания и физическа активност. Невроните все още не разкриват много от своите тайни. Всъщност дори най-простата теория за невъзстановяването на невроните предизвиква много противоречия и въпроси сред някои учени. Те са готови да докажат, че в някои случаи нервните клетки са способни не само да образуват нови връзки, но и да се възпроизвеждат. Разбира се, това засега е само теория, но може да се окаже, че е жизнеспособна.
Изучаването на функционирането на централната нервна система е изключително важно. Всъщност, благодарение на откритията в тази област, фармацевтите ще могат да разработят нови лекарства за активиране на дейността на мозъка, а психиатрите ще разберат по-добре естеството на много заболявания, които сега изглеждат нелечими.
Екология на живота. Наука и открития: Човекът овладял дълбините на морето и въздушните пространства, проникнал в тайните на космоса и земните недра. Научи се да устоява на много болести
Човекът е овладял дълбините на морето и въздуха, проникнал е в тайните на космоса и земните недра.Научил се да устоява на много болести и започнал да живее по-дълго.Той се опитва да манипулира гени, да „отглежда“ органи за трансплантация и чрез клониране да „създава“ живи същества.
Но за него все още остава най-голямата загадка как функционира собственият му мозък, как с помощта на обикновени електрически импулси и малък набор от невротрансмитери, нервната система не само координира работата на милиарди телесни клетки, но и осигурява способността да познаваш, мислиш, помниш, изпитваш най-широка гама от емоции...
По пътя към разбирането на тези процеси човек трябва преди всичко да разбере как функционират отделните нервни клетки (неврони).
Най-голямата мистерия - как работи мозъкът
Живи електрически мрежи
По груби оценки, има повече от 100 милиарда неврони в човешката нервна система... Всички структури на нервната клетка са фокусирани върху изпълнението на най-важната задача за тялото - получаване, обработка, провеждане и предаване на информация, кодирана под формата на електрически или химически сигнали ( нервни импулси).
Невронът се състоиот тяло с диаметър от 3 до 100 микрона, съдържащо ядро, развит протеин-синтезиращ апарат и други органели, както и процеси: един аксон и няколко, обикновено разклонени, дендрита. Дължината на аксоните обикновено е забележимо по-голяма от размера на зъбите, в някои случаи достига десетки сантиметри или дори метри.
Например, гигантският аксон на калмари е с дебелина около 1 мм и дължина няколко метра; експериментаторите не пропуснаха да използват такъв удобен модел, а експериментите с неврони на калмари послужиха за изясняване на механизма на предаване на нервните импулси.
Отвън нервната клетка е заобиколена от мембрана (цитолема), която не само осигурява обмена на вещества между клетката и заобикаляща средано също така е способен да провежда нервен импулс.
Факт е, че електрическата потенциална разлика постоянно се поддържа между вътрешната повърхност на невронната мембрана и външната среда. Това се дължи на работата на така наречените "йонни помпи" - протеинови комплекси, които активно транспортират положително заредени калиеви и натриеви йони през мембраната.
Този активен трансфер, както и непрекъснато протичащата пасивна дифузия на йони през порите в мембраната, причиняват в покой отрицателен заряд по отношение на външната среда. вътреневронни мембрани.
Ако стимулацията на неврон надвиши определена прагова стойност, тогава в точката на стимулация серия от химически и електрически промени(активно навлизане на натриеви йони в неврона и краткотрайна промяна на заряда от вътрешната страна на мембраната от отрицателен към положителен), които се разпространяват в цялата нервна клетка.
За разлика от обикновен електрически разряд, който поради съпротивлението на неврона постепенно ще отслабне и ще може да преодолее само кратко разстояние, нервният импулс в процеса на разпространение непрекъснато се възстановява.
Основните функции на нервната клетка са:
- възприемане на външни стимули (рецепторна функция),
- тяхната обработка (интегративна функция),
- излъчване нервни влияниякъм други неврони или различни работни органи (ефекторна функция).
По протежение на дендритите - инженерите биха ги нарекли "приемници" - импулсите навлизат в тялото на нервната клетка, а по аксона - "предавателя" - отиват от тялото му към мускулите, жлезите или други неврони.
В контактната зона
Аксонът има хиляди разклонения, които се простират до дендритите на други неврони. Областта на функционален контакт между аксони и дендрити се нарича синапс.
Колкото повече синапси има върху една нервна клетка, толкова повече различни стимули се възприемат и следователно, толкова по-широка е сферата на влияние върху нейната дейност и възможността за участие на нервната клетка в различни реакции на тялото. Телата на големите мотоневрони на гръбначния мозък могат да имат до 20 хиляди синапси.
В синапса електрическите сигнали се преобразуват в химически сигнали и обратно.Предаването на възбуждане се осъществява с помощта на биологичен път активни вещества- невротрансмитери (ацетилхолин, адреналин, някои аминокиселини, невропептиди и др.). Оте не се съдържат в специални везикули, разположени в краищата на аксоните - пресинаптичната част.
Когато нервният импулс достигне пресинаптичната част, в синаптичната цепнатина се освобождават невротрансмитери, които се свързват с рецепторите, разположени върху тялото или процесите на втория неврон (постсинаптичната част), което води до генериране на електрически сигнал - постсинаптичния потенциал.
Големината на електрическия сигнал е право пропорционална на количеството невротрансмитер.
Някои синапси предизвикват деполяризация на невроните, други - хиперполяризация; първите са вълнуващи, вторите инхибиращи.
След прекратяване на освобождаването на медиатора, неговите остатъци се отстраняват от синаптичната цепнатина и рецепторите на постсинаптичната мембрана се връщат към първоначалното състояние... Резултатът от сумирането на стотици и хиляди възбуждащи и инхибиращи импулси, едновременно протичащи към неврона, определя дали той ще бъде в този моментгенерира нервен импулс.
Неврокомпютри
Опит за симулиране на принципите на действие на биологични невронни мрежи доведе до създаването на такова устройство за обработка на информация като неврокомпютър .
За разлика от цифровите системи, които са комбинации от единици за обработка и памет, невропроцесорите съдържат памет, разпределена във връзки (вид синапси) между много прости процесори, които формално могат да бъдат наречени неврони.
Неврокомпютрите не програмират в традиционния смисъл на думата, а „обучават“, регулирайки ефективността на всички „синаптични“ връзки между съставните им „неврони“.
Техните разработчици виждат основните области на приложение за неврокомпютри:
- разпознаване на визуални и звукови образи;
- икономическо, финансово, политическо прогнозиране;
- контрол в реално време на производствени процеси, ракети, самолети;
- оптимизация при проектирането на технически устройства и др.
"Главата е тъмен обект..."
Невроните могат да бъдат класифицирани в три големи групи:
- рецептор,
- междинен,
- ефектор.
Рецепторни неврониосигуряват вход на мозъка на сензорна информация. Те трансформират сигналите, пристигащи в сетивните органи (оптични сигнали в ретината на окото, акустични сигнали в кохлеята, обонятелни сигнали в хеморецепторите на носа и др.) в електрически импулси на техните аксони.
Междинни неврониобработка на информацията, получена от рецепторите и генериране на контролни сигнали за ефекторите. Невроните от тази група образуват централната нервна система (ЦНС).
Ефекторни невронипредават постъпващите при тях сигнали до органите на изпълнителната власт. Резултатът от дейността на нервната система е една или друга дейност, която се основава на свиване или отпускане на мускулите или отделяне или спиране на секрецията на жлезите. Именно с работата на мускулите и жлезите се свързва всеки начин на нашето себеизразяване.
Ако принципите на функциониране на рецепторните и ефекторните неврони са повече или по-малко ясни за учените, тогава междинният етап, на който тялото "усвоява" получената информация и решава как да реагира на нея, е разбираемо само на нивото на най-простия рефлексни дъги.
В повечето случаи обаче неврофизиологичният механизъм на образуване на определени реакции остава загадка. Не напразно в научно-популярната литература човешкият мозък често се сравнява с "черна кутия".
„…В главата ви има 30 милиарда неврона, които съхраняват вашите знания, умения и натрупан жизнен опит. След 25 години размисъл този факт ми се струва не по-малко стряскащ от преди.Най-тънкият филм, състоящ се от нервни клетки, вижда, усеща, създава нашия мироглед. Това е просто невероятно!Наслаждението от топлината на летния ден и смелите мечти за бъдещето - всичко е създадено от тези клетки ... Нищо друго не съществува: никаква магия, никакъв специален сос, само неврони, изпълняващи информационен танц ", написа известният компютърен разработчик, основател на Института по неврология Редууд (САЩ) Джеф Хокинс.
Повече от половин век хиляди неврофизиолози по света се опитват да разберат хореографията на този „информационен танц“, но днес са известни само неговите отделни фигури и стъпки, които не позволяват създаването на универсална теория за функционирането на Мозъкът.
Трябва да се отбележи, че много трудове в областта на неврофизиологията са посветени на т.нар "Функционална локализация" - установяване кой неврон, група неврони или цяла площмозъкът се активира в определени ситуации.
Днес е натрупан огромен масив от информация за това кои неврони при хора, плъхове, маймуни се активират избирателно при наблюдение на различни обекти, вдишване на феромони, слушане на музика, изучаване на стихотворения и т.н.
Вярно е, че понякога подобни експерименти изглеждат донякъде любопитни. И така, през 70-те години на миналия век, един от изследователите открива „зелени крокодилски неврони“ в мозъка на плъх: тези клетки се активират, когато животно, преминаващо през лабиринт, наред с други предмети, се натъква на позната играчка на малък зелен крокодил.
А други учени по-късно локализираха неврон в човешкия мозък, който "реагира" на снимка на президента на САЩ Бил Клинтън.
Всички тези данни подкрепят теорията, че невроните в мозъка са специализирани, обаче по никакъв начин не обясняват защо и как възниква тази специализация.
Учените разбират само в общи линии неврофизиологичните механизми на учене и памет.Предполага се, че в процеса на запаметяване на информация се образуват нови функционални контакти между невроните в кората на главния мозък.
С други думи, синапсите са неврофизиологичната „следа“ на паметта. Колкото повече се появяват нови синапси, толкова "по-богата" е паметта на индивида.Типична клетка в кората на главния мозък образува няколко (до 10) хиляди синапса. Като се вземе предвид общият брой неврони в кората, се оказва, че общо тук могат да се образуват стотици милиарди функционални контакти!
Под въздействието на всякакви усещания, мисли или емоции възниква спомен- Възбуждането на отделни неврони активира целия ансамбъл, отговорен за съхраняването на тази или онази информация.
През 2000 г. шведският фармаколог Арвид Карлсон и американските невролози Пол Грийнхард и Ерик Кендел бяха удостоени с Нобелова награда по физиология и медицина за откритията си относно „предаване на сигнали в нервната система“.
Учените доказаха това паметта на повечето живи същества работи благодарение на действието на така наречените невротрансмитери – допамин, норепинефрин и серотонин, чийто ефект, за разлика от класическите невротрансмитери, се развива не за милисекунди, а за стотици милисекунди, секунди и дори часове. Това обуславя дълготрайния им модулиращ ефект върху функциите на нервните клетки, ролята им в управлението на сложни състояния на нервната система – спомени, емоции, настроения.
Трябва също да се отбележи, че големината на сигнала, генериран върху постсинаптичната мембрана, може да бъде различен дори при една и съща величина на първоначалния сигнал, достигащ до пресинаптичната част. Тези разлики се определят от така наречената ефективност или тегло на синапса, което може да се промени по време на функционирането на междуневронен контакт.
Според много изследователи промяната на ефективността на синапсите също играе важна роля във функцията на паметта. Възможно е често използваната от човек информация да се съхранява в невронни мрежи, свързани с високоефективни синапси, и следователно бързо и лесно да се „запомня“. В същото време синапсите, участващи в съхраняването на вторични, рядко "извлечени" данни, очевидно се характеризират с ниска ефективност.
И въпреки това се възстановяват!
Един от най-обезпокояващите медицински проблеми в неврологията е възможността за регенерация на нервната тъкан... Известно е, че изрязаните или увредени влакна на невроните на периферната нервна система, заобиколени от неврилема (обвивка от специализирани клетки), могат да се регенерират, ако клетъчното тяло се запази непокътнато. Под мястото на трансекция неврилемата остава под формата на тръбна структура и частта от аксона, която остава свързана с клетъчното тяло, расте по протежение на тази тръба, докато стигне до нервния край. Така функцията на увредения неврон се възстановява.
Аксоните в централната нервна система не са заобиколени от неврилема и следователно, очевидно, не могат да растат отново до мястото на предишния край.
В същото време доскоро неврофизиолозите вярваха, че по време на живота на човек не се образуват нови неврони в централната нервна система.
"Нервните клетки не се възстановяват!", предупредиха ни учени. Предполагаше се, че поддържането на нервната система в "работно състояние" дори с сериозни заболяванияа травмата се получава поради изключителната й пластичност: функциите на мъртвите неврони се поемат от оцелелите им „колеги“, които се увеличават по размер и образуват нови връзки.
Високата, но не безкрайна ефективност на такава компенсация може да се илюстрира с примера на болестта на Паркинсон, при която има постепенна смърт на невроните. Оказва се, че докато около 90% от невроните в мозъка не умрат, клинични симптомизаболявания (треперене на крайниците, нестабилна походка, деменция) не се появяват, тоест човекът изглежда практически здрав. Оказва се, че една жива нервна клетка може функционално да замени девет мъртви!
Сега е доказано, че образуването на нови нервни клетки (неврогенеза) все още се случва в мозъка на възрастните бозайници. Още през 1965 г. беше показано, че нови неврони редовно се появяват при възрастни плъхове в хипокампуса, мозъчната област, отговорна за ранните фази на учене и памет.
15 години по-късно учените показват, че нови нервни клетки се появяват в мозъка на птиците през целия живот. Въпреки това, изследванията на мозъка на възрастни примати за неврогенеза не са дали обнадеждаващи резултати.
Само преди около 10 години американски учени разработиха техника, която доказа, че нови неврони се произвеждат от невронни стволови клетки в мозъка на маймуните през целия им живот. Изследователите инжектират на животните специално етикетиращо вещество (бромдиоксиуридин), което е включено в ДНК само на делящи се клетки.
Така беше установено, че новите клетки започват да се размножават в субвентрикуларната зона и оттам мигрират към кората, където узряват до състояние на възрастни. Нови неврони са открити в области на мозъка, свързани с когнитивните функции, и не са възникнали в области, прилагащи по-примитивно ниво на анализ.
В тази връзка учените предполагат, че новите неврони може да са важни за ученето и паметта.
Тази хипотеза се подкрепя и от следното: голям процент от новите неврони умират през първите седмици след раждането им; обаче в ситуации, в които се случва непрекъснато учене, делът на оцелелите неврони е много по-висок, отколкото когато те „не са търсени“ – когато животното е лишено от възможността да формира нови преживявания.
Към днешна дата са установени универсални механизми на невронна смърт при различни заболявания:
1) повишени нива на свободни радикали и окислително увреждане на невронните мембрани;
2) нарушение на активността на митохондриите на невроните;
3) неблагоприятният ефект от излишъка на възбуждащи невротрансмитери глутамат и аспартат, водещи до хиперактивиране на специфични рецептори, прекомерно натрупване на вътреклетъчен калций, развитие на оксидативен стрес и невронна смърт (феномен ексцитотоксичност).
Въз основа на това, като лекарства - невропротектори в неврологията се използват:
- препарати с антиоксидантни свойства (витамини Е и С и др.),
- коректори тъканно дишане(коензим Q10, янтарна киселина, рибофлавини и др.),
- както и блокери на глутаматните рецептори (мемантин и др.).
Приблизително по същото време е потвърдена възможността за появата на нови неврони от стволови клетки в мозъка на възрастни: патологично проучване на пациенти, които са получавали бромдиоксиуридин по време на живота си с терапевтична цел, показва, че невроните, съдържащи това маркерно вещество, се намират в почти всички части на мозъка, включително кората на главния мозък.
Това явление се изследва задълбочено с цел лечение на различни невродегенеративни заболявания, предимно болести на Алцхаймер и Паркинсон, които се превърнаха в истински бич за „застаряващото“ население на развитите страни.
При експерименти за трансплантация се използват както невронни стволови клетки, които са разположени около вентрикулите на мозъка както при ембрион, така и при възрастен, и ембрионални стволови клетки, способни да се трансформират в почти всички клетки в тялото.
За съжаление днес лекарите не могат да решат основния проблем, свързан с трансплантацията на невронни стволови клетки: активното им възпроизвеждане в тялото на реципиента води до образуването на злокачествени тумори в 30-40% от случаите.
Въпреки това експертите не губят оптимизма си и наричат трансплантацията на стволови клетки един от най-обещаващите подходи в лечението на невродегенеративните заболявания.публикувани от . Ако имате въпроси по тази тема, задайте ги на специалистите и читателите на нашия проект .
Невронът е електрически възбудима клетка, която обработва, съхранява и предава информация с помощта на електрически и химически сигнали. Клетката съдържа ядрото, клетъчното тяло и процеси (дендрити и аксони). Човешкият мозък има средно около 65 милиарда неврона. Невроните се свързват един с друг, като по този начин формират човешки мозъчни функции, памет, разделения и съзнание.
Виждате ли това изображение по-горе? С това странно изображение невролозите от MIT успяха да активират отделни неврони в мозъка. Използвайки най-добрия наличен модел на зрителната невронна мрежа на мозъка, учените са разработили нов начин за прецизен контрол на отделните неврони и техните популации в средата на тази мрежа. При тестване върху животни екипът показа, че информацията от изчислителния модел им позволява да създават изображения, които силно активират определени неврони в мозъка.
днес се използват широко в науката и изчислителната техника. На първо място, изкуствените невронни мрежи са важни при създаването на изкуствен интелект. Ето защо е много важно изследователите да разберат какво се случва вътре в мрежата, когато тя, разчитайки на входни данни, взема конкретно решение. Лабораторията на MIT за компютърни науки и изкуствен интелект реши да направи работата на невронните мрежи по-прозрачна за по-добро разбиране на хората.
С моята визия за това как работи мозъкът и какви са възможните начини за създаване на изкуствен интелект. Оттогава е постигнат значителен напредък. Нещо се оказа по-дълбоко за разбиране, нещо беше симулирано на компютър. Хубавото е, че има съмишленици, които активно участват в работата по проекта.
В тази поредица от статии е планирано да говорим за концепцията за интелигентност, върху която сега работим, и да демонстрираме някои принципно нови решения в областта на моделирането на работата на мозъка. Но за да бъде историята ясна и последователна, тя ще съдържа не само описание на нови идеи, но и история за работата на мозъка като цяло. Някои неща, особено в началото, може да изглеждат прости и добре познати, но бих посъветвал да не ги пропускате, тъй като те до голяма степен определят цялостното доказателство за историята.
Разбиране на мозъка
Нервните клетки, те също са неврони, заедно с техните влакна, които предават сигнали, образуват нервната система. При гръбначните по-голямата част от невроните са концентрирани в черепната кухина и гръбначен канал... Това се нарича централна нервна система. Съответно главният и гръбначният мозък се разграничават като негови компоненти.
Гръбначният мозък събира сигнали от повечето рецептори на тялото и ги предава на мозъка. Чрез структурите на таламуса те се разпределят и проектират върху кората на главния мозък.
В допълнение към мозъчните полукълба, информацията се обработва и от малкия мозък, който всъщност е малък независим мозък. Малкият мозък осигурява прецизни двигателни умения и координация на всички движения.
Зрението, слуха и обонянието осигуряват на мозъка поток от информация за външния свят. Всеки от компонентите на този поток, преминаващ по своя собствен път, също се проектира върху кората. Кората е слой от сиво вещество с дебелина от 1,3 до 4,5 мм, който изгражда външната повърхност на мозъка. Поради извивките, образувани от гънки, кората е опакована по такъв начин, че заема три пъти по-малко площ, отколкото в разширената форма. Общата площ на кората на едно полукълбо е приблизително 7000 кв. см.
В резултат на това всички сигнали се проектират върху кората. Проекцията се осъществява от снопове от нервни влакна, които са разпределени в ограничени области на кората. Областта, върху която се проектира външна информация или информация от други части на мозъка, образува зона на кората. В зависимост от това какви сигнали се получават за такава зона, тя има собствена специализация. Разграничете зоната на моторната кора, сензорната зона, зоните на Брока, Вернике, зрителните зони, тилния лоб, общо около сто различни зони.
Във вертикална посока кората обикновено се разделя на шест слоя. Тези слоеве нямат ясни граници и се определят от преобладаването на един или друг тип клетки. В различните зони на кората тези слоеве могат да бъдат изразени по различни начини, по-силни или по-слаби. Но като цяло можем да кажем, че кората е доста универсална и да приемем, че функционирането на различните й зони се подчинява на едни и същи принципи.
Слоеве от кора
Сигналите се изпращат до кората чрез аферентни влакна. Те достигат до III, IV ниво на кората, където се разпределят до невроните близо до мястото, където е попаднало аферентното влакно. Повечето неврони имат аксонални връзки в кората си. Но някои неврони имат аксони, които се простират отвъд него. Чрез тези еферентни влакна сигналите отиват или извън мозъка, например към изпълнителните органи, или се проектират върху други части на кората на едно или друго полукълбо. В зависимост от посоката на предаване на сигнала, еферентните влакна обикновено се разделят на:
- асоциативни влакна, които свързват отделни области на кората на едно полукълбо;
- комисурални влакна, които свързват кората на двете полукълба;
- проекционни влакна, които свързват кората с ядрата на долните части на централната нервна система.
Можете да си представите мозъчната кора като голямо платно, разрязано на отделни зони. Картината на активността на невроните във всяка от зоните кодира определена информация. Снопове от нервни влакна, образувани от аксони, простиращи се извън тяхната кортикална зона, образуват система от проекционни връзки. Определена информация се проектира върху всяка от зоните. Освен това няколко информационни потока могат едновременно да влязат в една зона, която може да идва както от зоните на собственото им, така и от противоположното полукълбо. Всеки поток от информация е като вид картина, нарисувана от дейността на аксоните на нервния сноп. Функционирането на отделна зона на кората е получаването на много проекции, запаметяване на информация, нейната обработка, формиране на собствена картина на дейност и по-нататъшно прожектиране на информация, получена в резултат на работата на тази зона.
Значителна част от мозъка е бяло вещество. Той се образува от аксоните на невроните, които създават самите проекционни пътища. На снимката по-долу бялото вещество може да се види като лек пълнеж между кората и вътрешните структури на мозъка.
Разпределение на бялото вещество в предната част на мозъка
С помощта на дифузен спектрален MRI беше възможно да се проследи посоката на отделните влакна и да се изгради триизмерен модел на свързаността на кортикалните зони (проект Connectomics).
Фигурите по-долу дават представа за структурата на облигациите (Van J. Wedeen, Douglas L. Rosene, Ruopeng Wang, Guangping Dai, Farzad Mortazavi, Patric Hagmann, Jon H. Kaas, Wen-Yih I. Tseng, 2012) .
Изглед на лявото полукълбо
Изглед отзад
Десен изглед
Между другото, в изглед отзад ясно се вижда асиметрията на проекционните пътища на лявото и дясното полукълбо. Тази асиметрия до голяма степен определя разликите в тези функции, които полукълбата придобиват, докато се учат.
неврон
Основата на мозъка е неврон. Естествено, моделирането на мозъка с помощта на невронни мрежи започва с отговор на въпроса какъв е принципът на неговата работа.
Работата на истински неврон се основава на химични процеси... В покой има потенциална разлика между вътрешната и външната среда на неврона – мембранния потенциал, който е около 75 миливолта. Образува се благодарение на работата на специални протеинови молекули, които работят като натриево-калиеви помпи. Тези помпи, благодарение на енергията на нуклеотида АТФ, задвижват калиеви йони навътре и натриеви йони навън. Тъй като протеинът в този случай действа като АТФ-аза, тоест ензим, който хидролизира АТФ, той се нарича „натриево-калиева АТФ-аза“. В резултат на това невронът се превръща в зареден кондензатор с отрицателен заряд отвътре и положителен отвън.
Невронна диаграма (Мариана Руис Виляреал)
Повърхността на неврона е покрита с разклонени израстъци - дендрити. Аксоналните окончания на други неврони са в съседство с дендритите. Техните връзки се наричат синапси. Чрез синаптично взаимодействие невронът е в състояние да реагира на входящи сигнали и при определени обстоятелства да генерира свой собствен импулс, наречен пик.
Сигнализирането в синапсите се осъществява чрез вещества, наречени невротрансмитери. Когато нервен импулс навлезе в синапса по протежение на аксона, той освобождава невротрансмитерни молекули от специални везикули, които са характерни за този синапс. На мембраната на неврона, който приема сигнала, има протеинови молекули - рецептори. Рецепторите взаимодействат с невротрансмитерите.
Химичен синапс
Рецепторите, разположени в синаптичната цепнатина, са йонотропни. Това име подчертава факта, че те също са йонни канали, способни да движат йони. Невротрансмитерите действат върху рецепторите по такъв начин, че техните йонни канали се отварят. Съответно мембраната или се деполяризира, или хиперполяризира – в зависимост от това кои канали са засегнати и съответно какъв тип на този синапс. При възбуждащите синапси каналите се отварят, позволявайки на катиони да влязат в клетката и мембраната се деполяризира. В инхибиторните синапси се отварят канали, които провеждат аниони, което води до хиперполяризация на мембраната.
При определени обстоятелства синапсите могат да променят своята чувствителност, която се нарича синаптична пластичност. Това води до факта, че синапсите на един неврон придобиват различна чувствителност към външни сигнали.
В същото време много сигнали пристигат в синапсите на неврона. Инхибиторните синапси привличат мембранния потенциал към натрупването на заряд вътре в клетката. Активирането на синапсите, от друга страна, се опитва да разреди неврона (снимката по-долу).
Възбуждане (А) и инхибиране (В) на ганглиозни клетки на ретината (Nicholls J., Martin R., Wallas B., Fuchs P., 2003)
Когато общата активност надвиши прага на иницииране, възниква разряд, наречен потенциал на действие или пик. Шипът е рязка деполяризация на невронната мембрана, която генерира електрически импулс. Целият процес на генериране на импулси отнема около 1 милисекунда. В този случай нито продължителността, нито амплитудата на импулса зависят от това колко силни са причините, които са го причинили (фигура по-долу).
Регистрация на потенциала за действие на ганглийната клетка (Nicholls J., Martin R., Wallas B., Fuchs P., 2003)
След адхезията йонните помпи осигуряват обратното захващане на невротрансмитера и изчистването на синаптичната цепнатина. По време на рефрактерния период след пика, невронът не е в състояние да генерира нови импулси. Продължителността на този период определя максималната честота на генериране, на която невронът е способен.
Срастванията, които възникват в резултат на активност в синапсите, се наричат предизвикани. Провокираната честота на повторение на пикове кодира колко добре входящият сигнал съответства на настройката за чувствителност на синапсите на неврона. Когато входящите сигнали идват точно до чувствителните синапси, които активират неврона, и сигналите, пристигащи в инхибиторните синапси, не пречат на това, тогава реакцията на неврона е максимална. Изображението, описано от такива сигнали, се нарича стимул, характерен за неврон.
Разбира се, идеята за това как работят невроните не трябва да се опростява прекалено. Информацията между някои неврони може да се предава не само чрез шипове, но и чрез канали, свързващи тяхното вътреклетъчно съдържание и предаващи директно електрически потенциал. Това разпространение се нарича постепенно, а самата връзка се нарича електрически синапс. Дендритите, в зависимост от разстоянието до тялото на неврона, се делят на проксимални (близки) и дистални (отдалечени). Дисталните дендрити могат да образуват участъци, които действат като полуавтономни елементи. В допълнение към синаптичните пътища на възбуждане има екстрасинаптични механизми, които причиняват метаботропни сраствания. Освен предизвикана активност има и спонтанна активност. И накрая, невроните на мозъка са заобиколени от глиални клетки, които също оказват значително влияние върху протичащите процеси.
Дългият път на еволюция е създал много механизми, които се използват от мозъка в своята работа. Някои от тях могат да бъдат разбрани сами, значението на други става ясно само при разглеждане на доста сложни взаимодействия. Следователно горното описание на неврона не трябва да се приема като изчерпателно. За да преминем към по-дълбоки модели, първо трябва да разберем "основните" свойства на невроните.
През 1952 г. Алън Лойд Ходжкин и Андрю Хъксли правят описания на електрическите механизми, които определят генерирането и предаването на нервни сигнали в гигантския аксон на калмари (Hodgkin, 1952). Какво беше оценено Нобелова наградапо физиология и медицина през 1963г. Моделът на Ходжкин - Хъксли описва поведението на неврон със система от обикновени диференциални уравнения. Тези уравнения съответстват на автовълнов процес в активна среда. Те вземат предвид много компоненти, всеки от които има свой собствен биофизичен аналог в реална клетка (фигура по-долу). Йонните помпи съответстват на източника на ток I p. Вътрешен липиден слой клетъчната мембранаобразува кондензатор с капацитет C m. Йонните канали на синаптичните рецептори осигуряват електропроводимост g n, което зависи от приложените сигнали, вариращи с времето t, и общата стойност на мембранния потенциал V. Токът на изтичане на мембранните пори създава проводник g L. Движението на йони по йонните канали се осъществява под действието на електрохимични градиенти, които съответстват на източници на напрежение с електродвижеща сила E n и E L.
Основните компоненти на модела Ходжкин-Хъксли
Естествено, при създаването на невронни мрежи има желание да се опрости моделът на невроните, оставяйки само най-съществените свойства в него. Най-известният и популярен опростен модел е изкуственият неврон на McCulloch-Pitts, разработен в началото на 40-те години на миналия век (McCulloch J., Pitts W., 1956). 
Формален неврон Маккулок - Питс
Сигналите се изпращат към входовете на такъв неврон. Тези сигнали се сумират претеглено. Освен това към тази линейна комбинация се прилага определена нелинейна функция за активиране, например сигмоидална. Логистичната функция често се използва като сигмоидална: 
Логистична функция
В този случай активността на формален неврон се записва като
В резултат на това такъв неврон се превръща в суматор на прагове. При достатъчно стръмна прагова функция, изходният сигнал на неврона е или 0, или 1. Претеглената сума от входния сигнал и теглата на невроните е конволюция от две изображения: изображението на входния сигнал и изображението, описано от теглата на невроните. Колкото по-точно е съответствието на тези изображения, толкова по-висок е резултатът от навиването. Това означава, че невронът всъщност определя колко подобен е подаваният сигнал с изображението, записано в неговите синапси. Когато стойността на конволюция надвиши определено ниво и праговата функция се превключи на едно, това може да се интерпретира като решаващо изявление от неврона, че е разпознал представеното изображение.
Истинските неврони по някакъв начин приличат на невроните на Маккулок-Питс. Амплитудите на техните пикове не зависят от това какви сигнали в синапсите са ги причинили. Шипът или е там, или не. Но истинските неврони реагират на стимул не с единичен импулс, а с импулсна последователност. В този случай честотата на импулсите е толкова по-висока, колкото по-точно се разпознава изображението, характерно за неврона. Това означава, че ако изградим невронна мрежа от такива суматори на прагове, тогава тя ще даде някакъв изходен резултат със статичен входен сигнал, но този резултат ще бъде далеч от възпроизвеждането на това как работят истинските неврони. За да доближим невронната мрежа до биологичен прототип, трябва да симулираме работата в динамика, като вземем предвид времевите параметри и възпроизвеждаме честотните свойства на сигналите.
Но можете да отидете по друг път. Например, можете да отделите обобщена характеристика на активността на неврон, която съответства на честотата на неговите импулси, тоест на броя на пиковете за определен период от време. Ако отидем до такова описание, тогава можем да си представим неврон като обикновен линеен суматор.
Линеен суматор
Изходните сигнали и съответно входните сигнали за такива неврони вече не са дихатомични (0 или 1), а се изразяват с определена скаларна величина. След това функцията за активиране се записва като
Линеен суматор не трябва да се възприема като нещо коренно различно от импулсен неврон, той просто позволява, когато се моделира или описва, да се преминава към по-дълги интервали от време. И въпреки че описанието на импулса е по-правилно, преходът към линеен суматор в много случаи е оправдан със силно опростяване на модела. Освен това някои важни свойства, които е трудно да се видят в импулсен неврон, са доста очевидни за линеен суматор.
Човешкият мозък е централната част на нервната система. Тук се контролират всички процеси, протичащи в тялото, въз основа на информация от външния свят.
Мозъчните неврони са структурни функционални единици на нервната тъкан, които осигуряват способността на живите организми да се адаптират към промените във външната среда. Човешкият мозък е изграден от неврони.
Функциите на невроните в мозъка:
- предаване на информация за промени във външната среда;
- съхраняване на информация за дълго време;
- създаване на образ на външния свят въз основа на получената информация;
- организация на оптимално човешко поведение.
Всички тези задачи са подчинени на една цел - осигуряване на успех на живия организъм в борбата за съществуване.
Тази статия ще обсъди следните характеристики на невроните:
- структура;
- взаимовръзка помежду си;
- изгледи;
- развитие в различни периоди от живота на човек.
Лявото полукълбо на мозъка съдържа 200 000 000 неврони повече от дясното.
Структура на нервните клетки
Невроните в мозъка са с неправилна форма, могат да изглеждат като лист или цвете, имат различни жлебове и извивки. Цветовата палитра също е разнообразна. Учените смятат, че има връзка между цвета и формата на клетката и нейното предназначение.
Например, рецептивните полета на клетките в проекционната област на зрителната кора имат удължена форма, което им помага да реагират избирателно на отделни фрагменти от линии с различна ориентация в пространството.
Всяка клетка има тяло и процеси. Прието е да се разделят сивото и бялото вещество в мозъчната тъкан. Телата на невроните, заедно с глиалните клетки, които осигуряват защита, изолация и запазване на структурата на нервната тъкан, изграждат сива материя... Процеси, организирани в пакети в съответствие с функционално предназначение, е бяло вещество.
Съотношението на невроните към глията при хората е 1:10.
Видове процеси:
- аксони - имат удължен вид, в края се разклоняват в терминали - нервни окончания, които са необходими за предаването на импулси към други клетки;
- дендрити - по-къси от аксоните, също имат разклонена структура; чрез тях невронът получава информация.
Благодарение на тази структура невроните в мозъка "комуникират" помежду си и се обединяват в невронни мрежи, които образуват мозъчната тъкан. И дендритите, и аксоните непрекъснато растат. Тази пластичност на нервната система е в основата на развитието на интелигентността.
Нервът е съвкупност от множество аксони, принадлежащи към различни нервни клетки.
Синаптични връзки
Формирането на невронни мрежи се основава на електрическо възбуждане, което се състои от два процеса:
- стартиране на електрическо възбуждане от енергия външни влияния- възниква поради специалната чувствителност на мембраните, разположени върху дендритите;
- стартиране на клетъчна активност въз основа на получения сигнал и засягане на други структурни единици на нервната система.
Скоростта на невроните се изчислява за няколко милисекунди.
Невроните са свързани помежду си чрез специални структури – синапси. Те се състоят от пресинаптична и постсинаптична мембрани, между които има синаптична цепнатина, пълна с течност.
По естеството на действието синапсите могат да бъдат възбуждащи и инхибиращи. Сигнализирането може да бъде химическо или електрическо.
В първия случай върху пресинаптичната мембрана се синтезират невротрансмитери, които влизат в рецепторите на постсинаптичната мембрана на друга клетка от специални везикули - везикули. След тяхното въздействие йони от определен тип могат масово да влязат в съседния неврон. Той прави това чрез калиеви и натриеви канали. В нормално състояние те са затворени, отрицателно заредените йони са вътре в клетката и положително заредени отвън. Следователно върху корпуса се образува разлика в напрежението. Това е потенциалът за почивка. След като положително заредените йони попаднат вътре, възниква потенциал за действие - нервен импулс.
Клетъчният баланс се възстановява с помощта на специализирани протеини – калиево-натриеви помпи.
Свойства на химичния синапс:
- възбуждането се извършва само в една посока;
- наличието на забавяне от 0,5 до 2 ms в предаването на сигнала, свързано с продължителността на процесите на освобождаване на медиатор, неговото предаване, взаимодействие с рецептора и образуване на потенциал за действие;
- може да възникне умора поради изчерпване на запаса от предавател или поява на персистираща деполяризация на мембраната;
- висока чувствителност към отрови, лекарства и други биологично активни вещества.
Понастоящем са известни повече от 100 невротрансмитера. Примери за тези вещества са допамин, норепинефрин, ацетилхолин.
Електрическото предаване се характеризира с тясна синаптична цепнатина и намалено съпротивление между мембраните. В този случай потенциалът, създаден върху пресинаптичната мембрана, предизвиква разпространение на възбуждане върху постсинаптичната мембрана.
Свойства на електрически синапс:
- скоростта на предаване на информация е по-висока, отколкото при химичните синапси;
- възможно е както еднопосочно, така и двупосочно предаване на сигнала (в обратна посока).
Съществуват и смесени синапси, при които възбуждането може да се предава както с помощта на невротрансмитери, така и с помощта на електрически импулси.
Паметта включва съхраняване и възпроизвеждане на получената информация. В резултат на обучението остават така наречените следи от паметта, а техните набори образуват енграми – „записи“. Невронният механизъм е следният: определени импулси преминават през веригата многократно, образуват се структурни и биохимични промени в синапсите. Този процес се нарича консолидация. Многократното използване на едни и същи контакти създава специфични протеини - това са следи от паметта.
Характеристики на развитието на мозъчната тъкан
Мозъчните структури продължават да се формират до 3 години. Мозъчната маса се удвоява до края на първата година от живота на детето.
Зрелостта на нервната тъкан се определя от степента на развитие на два процеса:
- миелинизация - образуване на изолационни мембрани;
- синаптогенеза - образуване на синаптични връзки.
Миелинизацията започва на 4-ия месец от вътреутробния живот с еволюционно „по-старите“ мозъчни структури, отговорни за сензорните и двигателните функции. В системите, които контролират скелетната мускулатура - малко преди раждането на бебето и продължава активно през първата година от живота. А в области, свързани с висши психични функции, като учене, говор, мислене, миелинизацията започва едва след раждането.
Ето защо през този период инфекции и вируси, които причиняват вреден ефектвърху мозъка. Може да се сравни с автомобилна катастрофа: сблъсък при ниска скорост ще причини по-малко щети, отколкото при висока скорост. Така и тук - намесата в активния процес на съзряване може да причини огромна вреда и да доведе до тъжни последици - церебрална парализа, умствена изостаналост или умствена изостаналост.
Стабилизирането на психофизиологичните характеристики на индивида настъпва на 20-25-годишна възраст.
Развитието на отделна нервна клетка започва с образуване, което има специфична електрическа активност. Неговите процеси, разтягайки се, проникват в околните тъкани и установяват синаптични контакти. Така се получава инервация (контрол) на всички органи и системи на тялото. Този процес се контролира от повече от половината човешки гени.
Клетките се обединяват в специални взаимосвързани структури - невронни мрежи, които изпълняват специфични функции.
Едно от научните предположения е, че йерархията на структурата на невроните в мозъка наподобява структурата на Вселената.
Развитието на невроните, тяхната специализация, продължава през целия живот на човека. При възрастен и бебе броят на невроните е приблизително еднакъв, но дължината на процесите и техният брой се различават многократно. Това е свързано с ученето и създаването на нови връзки.
Продължителността на съществуването на нервните клетки и техния гостоприемник най-често съвпада.
Видове нервни клетки
Всеки елемент в нервната система на мозъка изпълнява функции специфична функция... Помислете за какво са отговорни определени видове неврони.
Рецептори
Повечето от рецепторните неврони са разположени в, тяхната функция е да предават сигнал от рецепторите на сетивните органи към централната нервна система.
Командни неврони
Тук пътищата от клетъчните детектори се сближават, краткосрочните и дългосрочна памети се взема решение в отговор на входящия сигнал. След това се изпраща команда към премоторните зони и се формира реакция.
Ефектори
Те предават сигнал към органите и тъканите. Тези неврони имат дълги аксони. Моторните неврони са ефекторни клетки, чиито аксони образуват нервни влакна, водещи към мускулите. Ефекторни неврони, които регулират дейността на вегетативната нервна система (това включва метаболизма, контрола вътрешни органи, дишане, сърцебиене - всичко, което се случва без съзнателен контрол) са извън мозъка.
Междинен
Те се наричат още контактни или инсерционни клетки – тези клетки са връзката между рецепторите и ефекторите.
Огледални неврони
Тези неврони се намират в различни части на централната нервна система. Смята се, че еволюционно те са се появили, за да могат малките да се заселят по-добре и по-бързо в света около тях.
Клетките са открити в резултат на експеримент с маймуни. Животното взело храна от хранилката със специални инструменти. Когато ученият направи същото, се разкри, че при експерименталния индивид се активират определени части от кората, сякаш тя самата го е направила.
Емпатията, социалните умения, ученето, повторението, имитацията се основават на работата на огледалните неврони. Способността за предсказване се отнася и за тези клетки.
Учените са открили, че ясното си представяне и правенето са почти едно и също нещо. На този постулат е изграден такъв метод на психотерапия като визуализация.
Огледалните неврони са основата за предаването на културен слой от поколение на поколение и неговото израстване. Например, докато се учим да рисуваме, в началото вече повтаряме съществуващи начини, тоест имитираме. И тогава въз основа на този опит се създават оригинални произведения.
Неврони на новост и идентичност
Нови неврони за първи път са открити при изследването на жаби и впоследствие са открити при хората. Тези клетки спират да реагират на повтарящия се стимул. Промяната в сигнала, напротив, провокира тяхното активиране.
Идентификационните клетки откриват повтарящ се сигнал, който позволява да бъде излъчен преди това използван отговор, понякога дори преди стимул - екстраполярен отговор.
Комбинираното им действие подчертава новостта, отслабва влиянието на привичните стимули и оптимизира времето за формиране на отзивчиво поведение.
Болести, свързани с дефекти в нервната тъкан
Много нарушения на човешкото здраве могат да бъдат подкрепени от различни нарушенияневронни връзки на мозъка.
аутизъм
Учените смятат, че аутизмът е свързан с недоразвитие или дисфункция на огледалните неврони. Дете, гледайки възрастен, не може да разбере поведението и емоциите на друг човек и да предвиди неговите действия. Възниква страх. Защитната реакция е заключване в себе си.
болестта на Паркинсон
Причината за нарушена двигателна функция при това заболяване е увреждане и смърт на неврони, произвеждащи допамин.
болест на Алцхаймер
Една от възможните причини е намаляването на производството на невротрансмитера ацетилхолин. Вторият вариант е натрупване в нервната тъкан амилоидни плаки- патологична протеинова плака.
шизофрения
Една теория казва, че има срив в комуникацията между мозъчните клетки на шизофреника. Проучванията показват, че гените, отговорни за освобождаването на невротрансмитери в синапсите, не функционират неправилно при такива хора. Друга версия е прекомерното производство на допамин. Третата теория за произхода на заболяването е намаляване на скоростта на предаване на нервните импулси поради увреждане на миелиновите обвивки.
Невродегенеративните заболявания (свързани със смъртта на невроните) се усещат, когато повечето от клетките са умрели, така че лечението започва на по-късни етапи. Човекът изглежда здрав, няма признаци на заболяване, а опасният процес вече е започнал. Това се дължи на факта, че човешкият мозък е много гъвкав и има мощни компенсаторни механизми. Пример: когато невроните, произвеждащи допамин, умрат, останалите клетки произвеждат голямо количествовещества. Повишава се и чувствителността на клетките, получаващи сигнала към невротрансмитера. За известно време тези процеси пречат да се проявят симптомите на заболяването.
За заболявания, причинени от хромозомни аномалии (синдром на Даун, синдром на Уилямс), патологични видовенервни клетки.