Мозг, общение нейронов и энергетическая эффективность

Виды нейронов

Описываемые клетки классифицируются по функциональности и особенностям строения. В первом случае различают чувствительные, вставочные, двигательные нейроны. Альтернативные медицинские названия – афферентные, ассоциативные и командно-эфферентные. Отдельно рассматриваются секреторные нейроны. Эти клетки вырабатывают гормоны, высокоактивные вещества, участвующие в коррекции эндокринного баланса, регулирующие эмоции и психологический фон. Строение нейрона предполагает следующую классификацию:

• униполярные – имеют всего один отросток;
• биполярные – оснащены дендритом с одного бока и аксоном с другой стороны;
• псевдоуниполярные – отросток один, но он разветвляется;
• мультиполярные – самые распространенные, имеющие множество «разбросанных» дендритов. Аксон в одном экземпляре.

Восстанавливаются ли нервные клетки

Долгое время считалось, что нейроны не способны к делению. Однако такое утверждение, согласно современным исследованиям, оказалось ложным: в некоторых отделах мозга происходит процесс нейрогенеза предшественников нейроцитов. Кроме того, мозговая ткань обладает выдающимися способностями к нейропластичности. Известно множество случаев, когда здоровый участок мозга берет на себя функцию поврежденного.

Многие специалисты в области нейрофизиологии задавались вопросом о том, как восстановить нейроны головного мозга. Свежими исследованиями американских ученых выяснилось: для своевременной и правильной регенерации нейроцитов не нужно употреблять дорогие препараты. Для этого необходимо лишь составить верный режим сна и правильно питаться с включением в диету витаминов группы В и низкокалорийной пищи.

В случае если произойдет нарушение нейронных связей головного мозга, те способны восстановиться. Однако существуют серьезные патологии нервных связей и путей, такие как болезнь двигательного нейрона. Тогда необходимо обращаться к специализированной клинической помощи, где врачи-неврологи смогут выяснить причину патологии и составить правильное лечение.

Люди, ранее употреблявшие или употребляющие алкоголь, часто задают вопрос о том, как восстановить нейроны головного мозга после алкоголя. Специалист бы ответил, что для этого необходимо систематично работать над своим здоровьем. В комплекс мероприятий входит сбалансированное питание, регулярное занятие спортом, умственная деятельность, прогулки и путешествия. Доказано: нейронные связи головного мозга развиваются через изучение и созерцание категорически новой для человека информации.

В условиях перенасыщения лишней информацией, существования рынка фаст-фуда и сидящего образа жизни мозг качественно поддаётся различным повреждениям. Атеросклероз, тромботические образование на сосудах, хронические стрессы, инфекции, – все это – прямая дорога к засорению мозга. Несмотря на это существуют лекарства, восстанавливающие клетки головного мозга. Основная и популярная группа – ноотропы

Препараты данной категории стимулируют обмен веществ в нейроцитах, увеличивают стойкость к кислородной недостаточности и оказывают позитивный эффект на различные психические процессы (память, внимание, мышление). Кроме ноотропов, фармацевтический рынок предлагает препараты, содержащие никотиновую кислоту, укрепляющие стенки сосудов средства и другие

Следует помнить, что восстановление нейронных связей головного мозга при приеме различных препаратов является долгим процессом.

Влияние алкоголя на головной мозг

Алкоголь оказывает негативное влияние на все органы и системы, а особенно – на головной мозг. Этиловый спирт легко проникает сквозь защитные барьеры мозга. Метаболит алкоголя – ацетальдегид – серьезная угроза для нейронов: алькогольдегидрогеназа (фермент, обрабатывающий алкоголь в печени) в процессе переработки организмом тянет на себя больше количество жидкости, включая воду из мозга. Таким образом, алкогольные соединения просто сушат мозг, вытаскивая из него воду, в результате чего структуры мозга атрофируются, и происходит отмирание клеток. В случае одноразового употребления алкоголя такие процессы обратимы, чего нельзя утверждать о хроническом приеме спиртного, когда, кроме органических изменений, формируются устойчивые патохарактерологические черты алкоголика. Больше подробной информации о том, как происходит «Влияние алкоголя на мозг».

Не нашли подходящий ответ?Найдите врача и задайте ему вопрос!

Строение нейронов

Схема нейрона

Тело клетки

Тело нервной клетки состоит из протоплазмы (цитоплазмы и ядра), ограниченной снаружи мембраной из липидного бислоя. Липиды состоят из гидрофильных головок и гидрофобных хвостов. Липиды располагаются гидрофобными хвостами друг к другу, образуя гидрофобный слой. Этот слой пропускает только жирорастворимые вещества (напр. кислород и углекислый газ). На мембране находятся белки: в форме глобул на поверхности, на которых можно наблюдать наросты полисахаридов (гликокаликс), благодаря которым клетка воспринимает внешнее раздражение, и интегральные белки, пронизывающие мембрану насквозь, в которых находятся ионные каналы.

Нейрон состоит из тела диаметром от 3 до 130 мкм. Тело содержит ядро (с большим количеством ядерных пор) и органеллы (в том числе сильно развитый шероховатый ЭПР с активными рибосомами, аппарат Гольджи), а также из отростков. Выделяют два вида отростков: дендриты и аксон. Нейрон имеет развитый цитоскелет, который проникает в его отростки. Цитоскелет поддерживает форму клетки, его нити служат «рельсами» для транспорта органелл и упакованных в мембранные пузырьки веществ (например, нейромедиаторов). Цитоскелет нейрона состоит из фибрилл разного диаметра: Микротрубочки (Д = 20—30 нм) — состоят из белка тубулина и тянутся от нейрона по аксону, вплоть до нервных окончаний. Нейрофиламенты (Д = 10 нм) — вместе с микротрубочками обеспечивают внутриклеточный транспорт веществ. Микрофиламенты (Д = 5 нм) — состоят из белков актина и, в отличие от других клеток, не содержат миозина, что делает невозможным сокращение в этих клетках, сами микрофиламенты особенно выражены в растущих нервных отростках и в нейроглии.(Нейроглия, или просто глия (от др.-греч. νεῦρον — волокно, нерв + γλία — клей), — совокупность вспомогательных клеток нервной ткани. Составляет около 40 % объёма ЦНС. Количество глиальных клеток в мозге примерно равно количеству нейронов).

В теле нейрона выявляется развитый синтетический аппарат, гранулярная эндоплазматическая сеть нейрона окрашивается базофильно и известна под названием «тигроид». Тигроид проникает в начальные отделы дендритов, но располагается на заметном расстоянии от начала аксона, что служит гистологическим признаком аксона. Нейроны различаются по форме, числу отростков и функциям. В зависимости от функции выделяют чувствительные, эффекторные (двигательные, секреторные) и вставочные. Чувствительные нейроны воспринимают раздражения, преобразуют их в нервные импульсы и передают в мозг. Эффекторные (от лат. effectus — действие) — вырабатывают и посылают команды к рабочим органам. Вставочные — осуществляют связь между чувствительными и двигательными нейронами, участвуют в обработке информации и выработке команд.

Различается антероградный (от тела) и ретроградный (к телу) аксонный транспорт.

Дендриты и аксон

Основные статьи: Дендрит и Аксон

Схема строения нейрона

Аксон — длинный отросток нейрона. Приспособлен для проведения возбуждения и информации от тела нейрона к нейрону или от нейрона к исполнительному органу.
Дендриты — короткие и сильно разветвлённые отростки нейрона, служащие главным местом для образования влияющих на нейрон возбуждающих и тормозных синапсов (разные нейроны имеют различное соотношение длины аксона и дендритов), и которые передают возбуждение к телу нейрона. Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон. Один нейрон может иметь связи со многими (до 20 тысяч) другими нейронами.

Дендриты делятся дихотомически, аксоны же дают коллатерали. В узлах ветвления обычно сосредоточены митохондрии.

Дендриты не имеют миелиновой оболочки, аксоны же могут её иметь. Местом генерации возбуждения у большинства нейронов является аксонный холмик — образование в месте отхождения аксона от тела. У всех нейронов эта зона называется триггерной.

Синапс

Основная статья: Синапс

Си́напс (греч. σύναψις, от συνάπτειν — обнимать, обхватывать, пожимать руку) — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал эффекторной клеткой. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками, причём в ходе синаптической передачи амплитуда и частота сигнала могут регулироваться. Одни синапсы вызывают деполяризацию нейрона и являются возбуждающими, другие — гиперполяризацию и являются тормозными. Обычно для возбуждения нейрона необходимо раздражение от нескольких возбуждающих синапсов.

Термин был введён английским физиологом Чарльзом Шеррингтоном в 1897 г.

Где располагается в головном мозгу

На вопрос о том, где находится серое вещество головного мозга, отвечают несколько базовых теоретических медицинских наук – нормальная и топографическая анатомия и гистология. Другие же науки о мозге изучают его функцию, нежели расположение и строение.
Серое вещество представляет собой кору больших полушарий головного мозга. В среднем слой темной ткани составляет порядка 3-4мм (от 1,5 до 5мм). Наиболее выраженную толщину она имеет в области передней центральной извилины. Благодаря расположению множества извилин и борозд, площадь серого вещества значительно увеличивается. Кроме головного мозга, слой серого вещества располагается внутри спинного мозга.

В мозжечке основная масса серого вещества находится по аналогии с головным мозгом: серое вещество является корой мозжечка и находится на поверхности самой структуры, являясь его оболочкой, когда белое вещество располагается внутри мозжечка. Кроме того, кора координирующего центра организма человека состоит из трех слоев – молекулярный шар, грушевидные нейроны и зернистый слой.

Серую субстанцию, как и другие части мозга, имеет и луковица головного мозга. Продолговатый мозг является одной из первых эволюционно сформировавшихся структур головного мозга. Эта часть располагается на уровне затылочного отверстия, и переходит в спинной мозг. Серое вещество продолговатого мозга образует некоторые ядра и нервные центры, среди которых – ядра черепно-мозговых нервов и сетчатое образование. К ядрам, образующимся темной тканью, относится подъязычный, добавочный, блуждающий и языкоглоточный нерв. Следует отметить, что все эти центры не являются низшими, ни высшими центрами регуляции – они занимают промежуточное положение в иерархии регуляторных систем мозга.

Расположенная структура над продолговатым называется мостом. В месте его соединения с соседней структурой выходят несколько нервов, в число которых входит вестибулокохлеарный нерв. Серое вещество моста образует собственные центры смешанного характера: ядро тройничного нерва, лицевой и отводящий нерв. Такие нервы отвечают за иннервацию лицевых (мимических) мышц, кожу головы (ее волосистую часть), некоторые мышцы глаз и отдельные части языка. Кроме таких функций, задача Варолиевого моста состоит в поддержании правильной позы и частично сохранности местоположения тела в пространстве.
Серое вещество среднего мозга представлено красными ядрами и черной субстанцией. Эти структуры являются коллекторами сознательных и бессознательных движений: ядра имеют богатые связи с мозжечком. В целом, эти структуры входят в комплекс стриопадллидарной системы мозга.

Корой, состоящей из серого вещества, покрыты многие структуры головного мозга, среди которых:

• головной мозг;
• мозжечок;
• таламус;
• гипоталамус;
• субталамус;

• бледный шар;
• базальные ганглии;
• скорлупа;
• стволовые структуры мозга (красное ядро и черная субстанция);
• черепно-мозговые нервы.

Напрашивается вывод, что всякая структура, имеющая специфическую регуляторную функцию, покрывается скоплением серой субстанции.

Примечания

1. Людмила Георгиевна Комарцова, Александр Викторович Максимов — Нейрокомпьютеры
2. По аналогии с нейронами активации
3. Миркес Е. М., pca.narod.ru/MirkesNeurocomputer.htm Нейрокомпьютер. Проект стандарта. — Новосибирск: Наука, 1999. — 337 с. ISBN 5-02-031409-9
4. В книге McCulloch W.S., Pitts W. A logical Clculus of Ideas Immanent in Nervous Activity — Bull. Mathematical Biophysics, 1943
5. ↑ Л. Н. Ясницкий — Введение в искусственный интеллект — с.29
6. В работе Widrow B., Hoff M.E. Adaptive switching circuits. 1960 IRE WESTCON Conferencion Record. — New York, 1960
7. В. В. Круглов, В. В. Борисов — Искусственные нейронные сети. Теория и практика — с.11
8. ↑ В. А. Терехов — Нейросетевые системы управления — с.12-13
9. В. В. Круглов, В. В. Борисов — Искусственные нейронные сети. Теория и практика — с.14
10. ↑ В. В. Круглов, В. В. Борисов — Искусственные нейронные сети. Теория и практика — с.12
11. Очень часто в литературе можно встретить название персептрон
12. Л. Н. Ясницкий — Введение в искусственный интеллект — с.34
13. В. В. Круглов, В. В. Борисов — Искусственные нейронные сети. Теория и практика — с.13
14. В литературе часто встречается сокращение RBF, порождённое английским названием
15. Л. Н. Ясницкий — Введение в искусственный интеллект — с.77
16. В. В. Круглов, В. В. Борисов — Искусственные нейронные сети. Теория и практика — с.349
17. В. В. Круглов, В. В. Борисов — Искусственные нейронные сети. Теория и практика — с.348
18. Л. Н. Ясницкий — Введение в искусственный интеллект — c.30

История развития

Математическая модель искусственного нейрона была предложена У. Маккалоком и У. Питтсом вместе с моделью сети, состоящей из этих нейронов. Авторы показали, что сеть на таких элементах может выполнять числовые и логические операции. Практически сеть была реализована Фрэнком Розенблаттом в 1958 году как компьютерная программа, а впоследствии как электронное устройство — перцептрон. Первоначально нейрон мог оперировать только с сигналами логического нуля и логической единицы, поскольку был построен на основе биологического прототипа, который может пребывать только в двух состояниях — возбужденном или невозбужденном. Развитие нейронных сетей показало, что для расширения области их применения необходимо, чтобы нейрон мог работать не только с бинарными, но и с непрерывными (аналоговыми) сигналами. Такое обобщение модели нейрона было сделано Уидроу и Хоффом, которые предложили в качестве функции срабатывания нейрона использовать логистическую кривую.

Строение спинного мозга

Спинной мозг – это фактически продолжение головного мозга, окруженное теми же оболочками и спинномозговой жидкостью. Он составляет две трети ЦНС и является своего рода проводящей системой для нервных импульсов.

Спинной мозг составляет две трети ЦНС и является своего рода проводящей системой для нервных импульсов. Сенсорная информация (ощущения от прикосновения, температура, давление, боль) идет через него к головному мозгу, а двигательные команды (моторная функция) и рефлексы проходят от головного мозга через спинной ко всем частям тела. Гибкий, состоящий из костей позвоночный столбзащищает спинной мозг от внешних воздействий. Кости, составляющие позвоночник, называют позвонками;их выступающие части можно прощупать вдоль спины и задней части шеи. Различные части позвоночника называют отделами (уровнями), всего их пять: шейный (С), грудной (Th), поясничный (L), крестцовый (S) и копчиковый.

Отделы позвоночника обозначаются латинскими символами по начальным буквам соответствующих латинских названий.

Внутри каждого отдела позвонки пронумерованы.

Опухоль спинного мозга может образоваться в любом отделе –например, говорят, что опухоль обнаружена на уровне С1-С3 или на уровне L5. Вдоль всего позвоночного столба от спинного мозга отходят спинномозговые нервы в количестве 31 пары. Они связаны со спинным мозгом через нервные корешки и проходят через отверстия в позвонках к различным частям тела.

Опухоли могут развиваться внутри спинного мозга (интрамедуллярные опухоли) или с его внешней стороны (экстрамедуллярные опухоли). Так как внутри позвоночника для роста опухоли очень мало места, она начинает сдавливать спинной мозг, и именно с этим связаны наблюдаемые симптомы.

При опухолях спинного мозга возникают нарушения двух видов. Локальные (очаговые) симптомы – боль, слабость или расстройства чувствительности – связаны с ростом опухоли в конкретной области, когда этот рост затрагивает кость и/или корешки спинномозговых нервов. Более общие нарушения связаны с нарушением передачи нервных импульсов через затронутую опухолью часть спинного мозга. Может возникнуть слабость, потеря чувствительности или управления мышцами в той области тела, которая управляется спинным мозгом ниже уровня опухоли (паралич или парез). Возможны нарушения мочеиспускания и дефекации (опорожнения кишечника).

Во время операции по удалению опухоли хирургу иногда приходится удалять фрагмент внешней костной ткани (пластинку дуги позвонка, или дужку), чтобы добраться до опухоли.

Важно!

Это может впоследствии спровоцировать искривление позвоночника, поэтому такой ребенок должен наблюдаться у ортопеда.

Строение нервной клетки

Нейроны в мозге имеют неправильную форму, они могут быть похожи на листик или цветок, обладать различными бороздами и извилинами. Цветовая палитра также разнообразна. Ученые полагают, что существует взаимосвязь между цветом и формой клетки и ее назначением.

Например, рецептивные поля клеток проекционной области зрительной коры имеют вытянутую форму, это помогает им избирательно реагировать на отдельные фрагменты линий с различной ориентацией в пространстве.

Каждая клетка имеет тело и отростки. В мозговой ткани принято выделять серое и белое вещество. Тела нейронов вместе с глиальными клетками, обеспечивающими защиту, изоляцию и сохранение структуры нервной ткани, составляют серое вещество. Отростки, организованные в пучки в соответствии с функциональным назначением, – это белое вещество.

Виды отростков:

• аксоны – имеют удлиненный вид, на конце ветвятся на терминали – нервные окончания, которые необходимы для передачи импульса к другим клеткам;
• дендриты – более короткие, чем аксоны, также имеют разветвленную структуру; через них нейрон получает информацию.

Благодаря такому строению нейроны в головном мозге «общаются» между собой и объединяются в нейронные сети, которые и образуют мозговую ткань. И дендриты, и аксоны постоянно растут. Эта пластичность нервной системы лежит в основе развития интеллекта.

Свойства и функции нейронов

Свойства:

• Наличие трансмембранной разницы потенциалов (до 90 мВ), наружная поверхность электроположительна по отношению к внутренней поверхности.
• Очень высокая чувствительность к некоторым химическим веществам и электрическому току.
• Способность к нейросекреции, то есть к синтезу и выделению особых веществ (нейромедиаторов), в окружающую среду или синаптическую щель.

Высокое энергопотребление, высокий уровень энергетических процессов, что обуславливает необходимость постоянного притока основных источников энергии — глюкозы и кислорода, необходимых для окисления.

Функции:

• Приёмная функция (синапсы — точки контакта, от рецепторов и нейронов получаем информацию в виде импульса).
• Интегративная функция (обработка информации, в результате на выходе нейрона формируется сигнал, несущий информацию всех суммированных сигналов).
• Проводниковая функция (от нейрона по аксону идет информация в виде электрического тока к синапсу).
• Передающая функция (нервный импульс, достигнув окончание аксона, который уже входит в структуру синапса, обуславливает выделение медиатора — непосредственного передатчика возбуждения к другому нейрону или исполнительному органу).

Воспаления ЦНС

Воспаление – это относительно распространенное органическое неврологическое заболевание. По местонахождению очага можно распознать воспаление головного мозга (энцефалит), мозговых оболочек (менингит), спинного мозга (миелит). Поражение нервных корешков называется радикулитом, нервов – невритом.

Вирусное воспаление

Эти воспаления возникают в результате вирусных инфекций, в основном дыхательных или мочевыводящих путей. Наиболее распространенный – вирусный асептический менингит. Самая известная болезнь – клещевой менингоэнцефалит. После укуса вирус распространяется в пораженной ткани, проникает в ЦНС. Характерный симптом расстройства ЦНС – двухстадийное течение заболевания, типичное для нейроинфекции.

Первоначально развиваются признаки гриппа, включающие:

• головную боль;
• повышенную температуру;
• усталость;
• мышечные боли.

Через несколько дней симптомы исчезают, у некоторых пациентов больше ничего не происходит. В худшем случае развивается 2-я стадия заболевания, в зависимости от степени поражения нервной ткани, с типичной клинической картиной. Поражаются либо только мозговые оболочки, либо нервная ткань головного или спинного мозга. В этом случае течение сопровождается развитием слабости конечностей (парез), психических симптомов (неврастения, бессонница), тремора, мозжечковых расстройств и т.д.

Лечение симптоматическое. Необходимое условие – отдых больного, прием достаточного количества жидкости, витаминов.

Другая опасная вирусная инфекция – герпетический менингоэнцефалит. Но она не очень распространена, встречается у людей с иммунными дефектами. Ее более легкая форма поражает периферические нервы. Вирус обычно попадает в организм уже в детстве, особенно в области ганглиозных клеток, где «спит» до взрослого возраста. В течение жизни он реактивируется в стрессовых ситуациях или при других болезнях. Происходит появление сыпи в области нерва или нервного корешка. Это широко известный герпес, чаще всего встречающийся на губе, в области носа, рта, конъюнктивы глаза и половых органов.

Бактериальное воспаление

Для перехода между вирусными и бактериальными инфекциями следует упомянуть боррелиевую инфекцию. Ее возбудитель относится к антропозоонозам. Поражается не только нервная система, но и суставы, кожа, сердце. Инфекция распространяется через укус клеща, других насекомых. Болезнь оставляет ряд последствий. Лечение очень сложное.

Бактериальные инфекции обычно более тяжелые, связаны с инфекциями других частей тела, чаще всего дыхательной системы. «Входные ворота» для патогена – носоглотка, откуда микроб проникает в мозг и спинномозговую жидкость. Наиболее известные возбудители болезней – менингококк, стафилококк, стрептококк, гемофилус.

Начало заболевания обычно относительно быстрое, с серьезным изменением общего состояния пациента. Симптомы включают:

• высокую температуру;
• сильные головные боли при раздражении мозговых оболочек;
• тошноту;
• рвоту;
• нарушение сознания;
• иногда судороги, галлюцинации.

Быстрое прогрессирование болезни часто заканчивается смертельным исходом. Но путем своевременного лечения антибиотиками можно контролировать ход инфекции. Антибиотики дополняются противоотечными препаратами (против отека тканей головного мозга, представляющего угрозу для жизни пациента).

Ранее были распространены очень опасный и часто смертельный туберкулезный лептоменингит и поражение головного и спинного мозга при позднем сифилисе.

Менее частые заболевания включают инфекцию бешенства, имеющую 100% смертность. Единственный способ предотвратить ее – эффективная вакцинация и избегание укусов зараженным животным.

Обзор механизмов и принципов передачи информации в мозге, работа памяти человека.

Передача информации в мозге, например, во время процессов кодирования и извлечения памяти, достигается с помощью комбинации химических веществ и электричества. Это очень сложный процесс, включающий множество взаимосвязанных этапов, но краткий обзор можно произвести.

Схема нейрона. wikipedia

Типичный нейрон обладает сомой (клеточным телом содержащим клеточное ядро), дендритами (разветвлёнными отростками, прикрепленными к клеточному телу в сложном ветвящемся «дендритном дереве») и одним аксоном (длинным цилиндрическим отростком, который может быть в тысячи раз длиннее сомы).

Каждый нейрон поддерживает градиент напряжения на своей мембране из-за метаболически обусловленных различий в ионах натрия, калия, хлорида и кальция внутри клетки, каждый из которых имеет различный заряд.

Если напряжение существенно изменяется, генерируется электрохимический импульс, называемый потенциалом действия (или нервным импульсом). Эта электрическая активность может быть измерена и отображена в виде волновой формы, называемой мозговой волной или ритмом мозга.

Этот импульс быстро распространяется по аксону клетки и передается через специализированное соединение, известное как синапс, к соседнему нейрону, который получает его через свои дендриты.

Синапс представляет собой сложное мембранное соединение или разрыв (фактический разрыв, также известный как синаптическая щель, составляет порядка 20 нанометров, или 20 миллионных миллиметра), используется для передачи сигналов между клетками, и поэтому известен как синаптическая связь.

Хотя синаптические связи аксон-дендрит являются нормой, возможны и другие варианты (например, дендрит-дендрит, аксон-аксон, дендрит-аксон). Типичный нейрон срабатывает 5 – 50 раз каждую секунду.

Таким образом, каждый отдельный нейрон может образовывать тысячи связей с другими нейронами, давая мозгу более 100 триллионов синапсов (до 1000 триллионов, по некоторым оценкам).

Функционально связанные нейроны соединяются друг с другом, образуя нейронные сети. Однако связи между нейронами не статичны, они меняются со временем.

Чем больше сигналов посылается между двумя нейронами, тем сильнее растет связь, и поэтому с каждым новым опытом и каждым запоминающимся событием или фактом мозг слегка перестраивает свою физическую структуру.

Синаптическая передача. wikipedia

Взаимодействие нейронов не только электрическое, но и электрохимическое. Каждый аксонный терминал содержит тысячи связанных мембраной мешочков, называемых везикулами, которые, в свою очередь, содержат тысячи молекул нейротрансмиттеров.

Нейротрансмиттеры – это химические посыльные которые передают, усиливают и модулируют сигналы между нейронами и другими клетками.

• Двумя наиболее распространенными нейротрансмиттерами в мозге являются аминокислоты глутамат и ГАМК;
• другими важными нейротрансмиттерами являются ацетилхолин, допамин, адреналин, гистамин, серотонин и мелатонин.

При стимуляции электрическим импульсом высвобождаются нейромедиаторы различных типов и пересекают клеточную мембрану в синаптическую щель между нейронами.

Эти химические вещества затем связываются с химическими рецепторами в дендритах принимающего (постсинаптического) нейрона.

В процессе они вызывают изменения проницаемости клеточной мембраны для конкретных ионов, открывая специальные ворота или каналы, которые впускают поток заряженных частиц (ионы кальция, натрия, калия и хлорида).

Это влияет на потенциальный заряд принимающего нейрона, который затем запускает новый электрический сигнал в принимающем нейроне. Весь процесс занимает менее одной пятисотой секунды.

Таким образом, сообщение в мозгу преобразуется, когда оно перемещается от одного нейрона к другому, от электрического сигнала к химическому сигналу и обратно, в непрерывную цепь событий, которая является основой всей деятельности мозга.

Электрохимический сигнал выпущенный определенным нейротрансмиттером может быть как стимулирующим (например, ацетилхолин, глутамат, аспартат, норадреналин, гистамин), так и ингибирующим (например, ГАМК, глицин, сератонин), а некоторые (например, дофамин) могут оказывать и то и другое действие.

Тонкие вариации в механизмах нейромедиации позволяют мозгу реагировать на различные требования, предъявляемые к нему, включая кодирование, консолидацию, хранение и извлечение воспоминаний.

Особенности развития мозговой ткани

Структуры мозга продолжают формироваться до 3 лет. Масса мозга удваивается к концу первого года жизни ребенка.

Зрелость нервной ткани определяется степенью развития двух процессов:

• миелинизация – образование изолирующих оболочек;
• синаптогенез – формирование синаптических связей.

Миелинизация начинается на 4 месяце внутриутробной жизни с эволюционно более «старых» структур мозга, отвечающих за сенсорные и моторные функции. В системах, контролирующих скелетную мускулатуру, — незадолго до появления на свет младенца, и активно продолжается в течение первого года жизни. А в областях, связанных с высшими психическими функциями, такими как обучение, речь, мышление, миелинизация начинается лишь после рождения.

Именно поэтому в этот период особенно опасны инфекции и вирусы, оказывающие вредное воздействие на мозг. Это можно сравнить с автомобильной аварией: столкновение на маленькой скорости принесет меньший урон, чем на большой. Так и здесь – вмешательство в активный процесс созревания может нанести огромный вред и привести к печальным последствиям – ДЦП, олигофрении или задержке психического развития.

Стабилизация психофизиологических характеристик индивида происходит в 20 – 25 лет.

Процесс развития отдельной нервной клетки начинается с образования, имеющего специфическую электрическую активность. Его отростки, вытягиваясь, проникают в окружающие ткани и устанавливают синаптические контакты. Таким образом происходит иннервация (управление) всеми органами и системами организма. Данный процесс контролируется более чем половиной генов человека.

Клетки объединяются в особые связанные структуры – нейросети, которые выполняют конкретные функции.

Развитие нейронов, их специализация, продолжается в течение всей жизни человека. У взрослого и младенца число нейронов приблизительно совпадает, но длина отростков и их количество отличается во много раз. Это связано с обучением и формированием новых связей.

Продолжительность существования нервных клеток и их хозяина чаще всего совпадает.

Нейроглия

Невроны не способны делиться, потому и появилось утверждение, что нервные клетки не восстанавливаются. Именно поэтому их следует оберегать с особой тщательностью. С основной функцией «няни» справляется нейроглия. Она находится между нервными волокнами.

Эти мелкие клетки отделяют нейроны друг от друга, удерживают их на своем месте. У них длинный список функций. Благодаря нейроглии сохраняется постоянная система установленных связей, обеспечивается расположение, питание и восстановление нейронов, выделяются отдельные медиаторы, фагоцитируется генетически чужое.

Таким образом, нейроглия выполняет ряд функций:

1. опорную;
2. разграничительную;
3. регенераторную;
4. трофическую;
5. секреторную;
6. защитную и т.д.

В ЦНС нейроны составляют серое вещество, а за границами мозга они скапливаются в специальные соединения, узлы – ганглии. Дендриты и аксоны создают белое вещество. На периферии именно благодаря этим отросткам строятся волокна, из которых и состоят нервы.