Hermoimpulssi, sen muunnos ja siirtomekanismi

Ihmisen hermosto toimii eräänlaisena koordinaattorina kehossamme. Se välittää käskyjä aivoista lihaksistoon, elimiin, kudoksiin ja prosesseihin, jotka tulevat niistä. Eräänlaisena tietovälineenä käytetään hermopulsseja. Mitä hän on? Kuinka nopeasti se toimii? Näistä sekä useista muista asioista löytyy vastaus tässä artikkelissa.

Mikä on hermoimpulssi?

Tämä on heräte-aallon nimi, joka etenee kuitujen kautta vasteena hermosolujen stimulaatiolle. Tämän mekanismin ansiosta tietoa välitetään eri reseptoreista keskushermostoon. Ja siitä vuorostaan eri elimiin (lihakset ja rauhaset). Mitä tämä prosessi merkitsee fysiologisella tasolla? Hermoimpulssilähetyksen mekanismi on se, että neuronien kalvot voivat muuttaa niiden sähkökemiallista potentiaalia. Ja meitä kiinnostava prosessi toteutetaan synapsien alalla. Hermoimpulssin nopeus voi vaihdella välillä 3 - 12 metriä sekunnissa. Enemmän tietoa siitä, samoin kuin se tekijät, jotka vaikuttavat siihen, puhumme lisää.

Rakenteen ja työn tutkimus

Saksan tutkijat E. Goering ja H. Helmholtz osoittivat ensimmäistä kertaa hermoimpulssin läpäisyä sammakotista. Samaan aikaan todettiin, että biosähköinen signaali etenee edellä ilmoitetulla nopeudella. Yleensä tämä on mahdollista johtuen hermokuitujen erityisestä rakenteesta . Joissakin tavoissa ne muistuttavat sähkökaapelia. Joten jos piirrät rinnalleen, johtimet ovat aksoneja, ja eristimet ovat niiden myeliinipuita (ne ovat Schwann-solun kalvo, joka on haavoitettu useaan kerrokseen). Ja hermoimpulssin nopeus riippuu ensisijaisesti kuitujen halkaisijasta. Toinen tärkeä asia on sähköeristyksen laatu. Muuten, elin, joka sisältää dielektrisiä ominaisuuksia, käyttää elimistöön lipoproteiinimeliinia. Muut asiat ovat yhtä suuret, sitä suurempi kerros, sitä nopeammin hermopulsseja kuluu. Jopa tällä hetkellä ei voida sanoa, että tätä järjestelmää on tutkittu perusteellisesti. Paljon, joka liittyy hermoihin ja impulsseihin, on edelleen mysteeri ja tutkimuksen aihe.

Rakenteen ja toiminnan ominaisuudet

Jos puhumme hermoimpulssin polusta, on huomattava, että myeliinin vaippa ei peitä kuitua koko pituudeltaan. Rakenteen piirteet ovat sellaisia, että tilannetta voidaan parhaiten verrata eristekeramiikkakytkinten aikaansaamiseen, jotka on tiukasti kierretty sähkökaapelin sauvaan (vaikkakin tässä tapauksessa aksonissa). Tämän seurauksena on pieniä eristämättömiä sähköosia, joista ionivirta voi turvallisesti virrata aksonista ympäristöön (tai päinvastoin). Tämä ärsyttää kalvoa. Tämän seurauksena toimintapotentiaali syntyy alueilla, joita ei ole eristetty. Tätä prosessia kutsutaan Ranvier-kuunteluksi. Tällaisen mekanismin läsnäolo tekee hermopulssien leviämisestä paljon nopeammin. Puhutaan tästä esimerkkeinä. Niinpä hermopulssien nopeus paksuissa myelinisoituneissa kuiduissa, jonka halkaisija vaihtelee 10-20 mikronin sisällä, on 70-120 metriä sekunnissa. Niiden, joilla on ei-optimaalinen rakenne, tämä luku on alle 60 kertaa!

Missä heidät on luotu?

Hermoimpulsseja syntyy neuroneissa. Mahdollisuus luoda tällaisia "viestejä" on yksi niiden tärkeimmistä ominaisuuksista. Hermoimpulssi takaa samantyyppisten signaalien nopean etenemisen aksoneille pitkin etäisyydelle. Siksi tämä on elimen tärkein väline tiedonvaihdossa siinä. Ärsytystä koskevat tiedot välitetään muuttamalla niiden esiintymistiheyttä. Tässä on monimutkainen aikakauslehti, joka voi laskea satoja hermopulsseja sekunnissa. Jonkin verran samanlaisella periaatteella, vaikka huomattavasti monimutkaisempi, tietokoneelektroniikka toimii. Niinpä silloin, kun hermopulsseja syntyy neuroneissa, ne koodataan tietyllä tavalla, ja vasta silloin lähetetään jo. Siten tiedot ryhmitellään erityisiin "pakkauksiin", joilla on eri numero ja luonteenomaisuus. Kaikki tämä yhdistettynä on aivojen rytmisen sähköisen toiminnan perusta, joka voidaan rekisteröidä elektroencefalogrammin ansiosta.

Solutyypit

Puhumme hermoimpulssin kulkua koskevasta sekvenssistä, emme voi sivuuttaa hermosoluja (neuronien), joiden kautta sähkösignaalien lähetys tapahtuu. Joten, kiitos heistä, kehon eri osat vaihtavat tietoja. Rakenteeltaan ja toiminnalliseltaan riippuen on kolme eri tyyppiä:

1. Reseptori (herkkä). Ne koodataan ja muunnetaan kaikkien lämpötila-, kemiallisten, ääni-, mekaanisten ja kevyiden ärsykkeiden hermopulsseiksi.
2. Insert (kutsutaan myös johdin tai sulkeminen). Ne palvelevat impulssien prosessointia ja kytkemistä. Suurin osa on ihmisen aivoissa ja selkäytimessä.
3. Vaikutus (moottori). He saavat komentoja keskushermostosta varmistaakseen, että tiettyjä toimintoja suoritetaan (kirkkaassa auringossa, suljet silmäsi ja niin edelleen).

Jokaisella neuroneella on solurakenne ja uloshengitys. Hermoimpulssin polku kehon varrella alkaa juuri jälkimmäisellä. Prosessit ovat kahdentyyppisiä:

1. Dendrites. Niiden tehtävänä on havaita niiden sisältämien reseptorien ärsytys.
2. Axons. Kiitos heistä, hermopulsseja välitetään soluista työelimelle.

Mielenkiintoinen aktiivisuuden osa

Puhuttu häkkien hermostuneesta impulsseista on vaikea kertoa yhdestä mielenkiintoisesta hetkestä. Joten, kun he ovat levossa, niin sanotaan esimerkiksi, että natrium-kaliumpumppu siirtää ioneja siten, että saavutetaan makean veden sisältämät vaikutukset ja suolainen ulospäin. Mahdollisen eron aiheuttaman epätasapainon vuoksi kalvolla voi olla jopa 70 millivolttia. Vertailun vuoksi tämä on 5% tavallisista AA-paristoista. Mutta heti kun solujen tila muuttuu, syntynyt tasapaino on rikki ja ionit alkavat muuttaa paikkoja. Tämä tapahtuu, kun hermopulssien polku kulkee sen läpi. Ionien aktiivisen vaikutuksen vuoksi tätä toimintaa kutsutaan myös toimintapotentiaaliksi. Kun se saavuttaa tietyn indeksin, sitten käänteiset prosessit alkavat ja solu saavuttaa levon.

Toimintamahdollisuuksista

Hermoimpulssin ja sen leviämisen muutoksesta puhuttaessa on huomattava, että se voi olla surkeaa millimetriä sekunnissa. Sitten signaalit kulkisivat kädestä aivoihin muutamassa minuutissa, mikä ei selvästikään ole hyvä. Tässä ja sillä oli rooli vahvistavan toiminnan potentiaalia, aiemmin tutkittu myeliinin kuori. Ja kaikki sen "aukot" sijoitetaan siten, että niillä on vain positiivinen vaikutus signaalin lähetyksen nopeuteen. Joten, kun yhden aksonirungon pääosan pää on päästy impulssin kautta, se välitetään joko seuraavalle solulle tai (jos puhutaan aivoista) neuronin lukuisiin oksoihin. Jälkimmäisissä tapauksissa hieman erilainen periaate toimii.

Miten se toimii aivoissa?

Puhumme, mikä hermostoimpulssin siirtojakso toimii tärkeimmissä CNS-osissa. Näissä naapureiden neuroneista erotetaan pienet raot, joita kutsutaan synapseiksi. Toiminnan voimakkuus ei voi kulkea niiden läpi, joten se etsii erilaista tapaa päästä seuraavaan hermosoluun. Jokaisen prosessin lopussa on pieniä pusseja, joita kutsutaan presynaptisiksi rakkuloiksi. Kussakin niistä on erityisiä yhdisteitä - hermovälittäjäaineita. Kun toimintapotentiaali tulee heille, molekyylit vapautetaan pussista. Ne ylittävät synapsin ja liittävät erityiset molekyylireseptorit, jotka sijaitsevat kalvolla. Samaan aikaan tasapaino häiriintyy ja todennäköisesti ilmenee uusi toimintapotentiaali. Ei ole vielä varmaa, neurofysiologit ovat mukana tutkimassa asiaa tähän päivään asti.

Neurotransmitteri toimii

Kun ne välittävät hermopulsseja, niin niihin on useita vaihtoehtoja:

1. He hajoavat.
2. Kemiallinen pilkkoutuminen.
3. Palaa niiden kuplat (tätä kutsutaan käänteisen kaappauksen).

1900-luvun lopulla tapahtui hämmästyttävä keksintö. Tutkijat ovat oppineet, että lääkkeet, jotka vaikuttavat välittäjäaineisiin (samoin kuin niiden heittäminen ja uudelleenhankinta) voivat muuttaa henkilön henkistä tilaa perustavalla tavalla. Joten esimerkiksi lukuisia masennuslääkkeitä, kuten "Prozac", estävät serotoniinin käänteisen talteenoton. On joitain syitä uskoa, että Parkinsonin tauti on vastuussa neurotransmitterin dopamiinin aivojen puutteesta.

Nyt tutkijat, jotka tutkivat ihmisen psyyken raja-alueita, yrittävät selvittää, miten tämä kaikki vaikuttaa ihmismieliin. Sillä välin meillä ei ole vastausta tällaiseen perustavanlaatuiseen kysymykseen: mikä tekee neuronista mahdollisuuden toimia? Vaikka mekanismi "käynnistää" tämä solu meille on salaisuus. Erityisen mielenkiintoinen tämän palapelin näkökulmasta on aivojen neuronien työ.

Lyhyesti sanottuna he voivat työskennellä tuhansien neurotransmitterien kanssa, joita heidän naapurinsa lähettivät. Tiedot tällaisen impulssin käsittelystä ja integroinnista ovat lähes tuntemattomia meille. Vaikka tämä toimii monilla tutkimusryhmillä. Tällä hetkellä kävi ilmi, että kaikki vastaanotetut impulssit on integroitu ja neuroni päättää, onko toiminnan potentiaalin ylläpito ja siirrettävä edelleen tarpeellista. Tähän perustavanlaatuiseen prosessiin ihmisen aivojen toiminta perustuu. No, ei ole ihme, ettemme tiedä vastausta tähän arvoitukseen.

Joitakin teoreettisia piirteitä

Artikkeli "hermostunut impulssi" ja "toimintapotentiaali" käytettiin synonyymeinä. Teoriassa tämä on totta, vaikka joissakin tapauksissa on otettava huomioon joitakin ominaisuuksia. Joten, jos lähdemme yksityiskohtiin, toimintapotentiaali on vain osa hermoston impulssia. Tieteellisten kirjojen yksityiskohtaisen tutkimisen avulla voidaan oppia, että tätä kutsutaan vain kalvonmaksun muutokseksi positiivisesta negatiiviseksi ja päinvastoin. Hermostunut impulssi ymmärretään monimutkaiseksi rakenteellinen-sähkökemialliseksi prosessiksi. Se etenee hermosolun kalvon läpi muutosten aallon aallonaiheeksi. Toimintapotentiaali on vain sähköinen komponentti hermopulsseissa. Se luonnehtii muutoksia, jotka tapahtuvat kalvon paikallisen osan latauksen yhteydessä.

Missä hermostuneisuus on luotu?

Mistä he aloittavat matkansa? Vastaus tähän kysymykseen voi antaa mikä tahansa opiskelija, joka tutkisti ahkerasti jännityksen fysiologiaa. On neljä vaihtoehtoa:

1. Dendriitin reseptoripää. Jos se on (mikä ei ole tosiasia), niin on mahdollista saada riittävä stimulaatio, joka ensin luo generaattoripotentiaalin ja sitten hermopulssi. Kivun reseptorit toimivat samalla tavoin.
2. Eksitatorisen synapsin kalvo. Tämä on pääsääntöisesti mahdollista vain, jos voimakas ärsytys tai summaus on olemassa.
3. Laukaisualue dentridassa. Tällöin paikallisia virityspositiivisia potentiaaleja muodostetaan vastauksena ärsykkeelle. Jos ensimmäinen Ranvier-leikkaus on myelinisoitunut, niin ne summataan siihen. Tässä esiintyy hermospulssi, koska kalvon paikka on lisääntynyt herkkyyden vuoksi.
4. Axon mound. Tämä on paikka, jossa aksoni alkaa. Kumpu on yleisimpiä, jotta se saa aikaan hermosolujen impulsseja. Kaikissa muissa paikoissa, joita pidettiin aikaisemmin, niiden esiintyminen on paljon vähemmän todennäköistä. Tämä johtuu siitä, että tässä kalvolla on lisääntynyt herkkyys sekä alempi kriittinen depolarisaation taso. Siksi, kun lukuisten herätteisten postsynaptisten potentiaalien summaus alkaa, koira reagoi ensin niihin.

Esimerkki herätyksen lisäämisestä

Story lääketieteelliset ehdot voivat aiheuttaa väärinkäsityksiä tiettyihin hetkiin. Tämän poistamiseksi kannattaa lyhyesti mennä edellä mainittuun tietoon. Esimerkiksi ottakaamme tulen.

Muista viime kesän uutisten tiivistelmät (myös pian kuullaan uudelleen). Tulipalo leviää! Tässä tapauksessa poltettavat puut ja pensaat jäävät paikoilleen. Mutta tulen etu kulkee kauemmas paikasta, jossa tuli tuli. Hermosto toimii samalla tavoin.

Usein on välttämätöntä rauhoittaa hermoston viritys. Mutta tämä ei ole niin helppoa, kuten tulipalon tapauksessa. Tätä varten ne tekevät keinotekoisia häiriöitä neuronin (terapeuttisiin tarkoituksiin) liittyvään työhön tai käyttävät erilaisia fysiologisia keinoja. Tätä voidaan verrata tulviin veden kanssa.