Auf die unerschöpflichen Möglichkeiten unseres Gehirns schrieb Literaturberge. Er kann eine riesige Menge an Informationen verarbeiten, die selbst moderne Computer nicht können. Darüber hinaus arbeitet das Gehirn unter normalen Bedingungen 70 bis 80 Jahre oder länger ohne Unterbrechung. Und jedes Jahr nimmt die Lebensdauer seines Lebens und damit das Leben eines Menschen zu.

Die effektive Arbeit dieses wichtigsten und in vielerlei Hinsicht mysteriösen Organs wird hauptsächlich von zwei Arten von Zellen geleistet: Neuronen und Gliazellen. Es sind Neuronen, die dafür verantwortlich sind, Informationen, Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Denken, Vorstellungskraft und Kreativität zu empfangen und zu verarbeiten.

Neuron und seine Struktur

Sie können oft hören, dass die geistigen Fähigkeiten einer Person die Anwesenheit von grauer Substanz garantieren. Was ist diese Substanz und warum ist sie grau? Diese Farbe hat die Großhirnrinde, bestehend aus mikroskopischen Zellen. Hierbei handelt es sich um Neuronen oder Nervenzellen, die das Funktionieren unseres Gehirns und die Kontrolle des gesamten menschlichen Körpers sicherstellen.

Wie geht es der Nervenzelle?

Ein Neuron besteht wie jede lebende Zelle aus einem Kern und einem zellulären Körper, der Soma genannt wird. Die Größe der Zelle selbst ist mikroskopisch klein - von 3 bis 100 Mikrometer. Dies hindert das Neuron jedoch nicht daran, ein echter Speicher für verschiedene Informationen zu sein. Jede Nervenzelle enthält einen vollständigen Satz von Genen - Anweisungen zur Herstellung von Proteinen. Einige der Proteine ​​sind an der Übertragung von Informationen beteiligt, andere bilden eine schützende Hülle um die Zelle selbst, andere sind an Gedächtnisprozessen beteiligt, viertens sorgen für eine Stimmungsänderung usw.

Selbst ein kleiner Fehler in einem der Programme zur Herstellung von Eiweiß kann zu schwerwiegenden Folgen, Krankheiten, psychischen Störungen, Demenz usw. führen.

Jedes Neuron ist von einer Schutzhülle aus Gliazellen umgeben, die buchstäblich den gesamten Interzellularraum ausfüllen und 40% der Substanz des Gehirns ausmachen. Eine Glia oder eine Ansammlung von Gliazellen erfüllt sehr wichtige Funktionen: Sie schützt die Neuronen vor ungünstigen äußeren Einflüssen, versorgt die Nervenzellen mit Nährstoffen und entfernt deren Stoffwechselprodukte.

Gliazellen schützen die Gesundheit und Integrität von Neuronen und erlauben daher nicht, dass viele chemische Substanzen in die Nervenzellen gelangen. Drogen eingeschlossen. Daher ist die Wirksamkeit verschiedener Medikamente zur Stärkung der Gehirnaktivität völlig unvorhersehbar und sie wirken auf jeden Menschen anders.

Dendriten und Axone

Trotz der Komplexität des Neurons spielt es an sich keine wesentliche Rolle im Gehirn. Unsere Nervenaktivität, einschließlich geistiger Aktivität, ist das Ergebnis der Interaktion vieler Neuronen, die Signale austauschen. Empfang und Übertragung dieser Signale, genauer gesagt, schwache elektrische Impulse erfolgen mit Hilfe von Nervenfasern.

Das Neuron hat mehrere kurze (etwa 1 mm) verzweigte Nervenfasern - Dendriten, die wegen ihrer Ähnlichkeit mit dem Baum so genannt werden. Dendriten sind für den Empfang von Signalen anderer Nervenzellen verantwortlich. Und als Signalgeber wirkt Axon. Diese Faser im Neuron ist nur eine, jedoch kann sie eine Länge von bis zu 1,5 Metern erreichen. Nervenzellen bilden mit Hilfe von Axonen und Dendriten ganze neuronale Netzwerke. Und je komplexer das System der Wechselbeziehungen ist, desto schwieriger ist unsere geistige Aktivität.

Neuron Arbeit

Die Basis der komplexesten Aktivität unseres Nervensystems ist der Austausch schwacher elektrischer Impulse zwischen Neuronen. Das Problem ist jedoch, dass zunächst das Axon der einen Nervenzelle und die Dendriten der anderen nicht miteinander verbunden sind. Zwischen ihnen befindet sich ein Raum, der mit interzellulärer Substanz gefüllt ist. Dies ist der sogenannte synaptische Spalt, der sein Signal nicht überwinden kann. Stellen Sie sich vor, zwei Menschen strecken ihre Arme aus und strecken sich nicht ganz aus.

Dieses Problem wird durch ein Neuron einfach gelöst. Unter dem Einfluss eines schwachen elektrischen Stroms findet eine elektrochemische Reaktion statt und ein Proteinmolekül - Neurotransmitter - wird gebildet. Dieses Molekül überlappt die synaptische Lücke und wird zu einer Art Brücke für das Signal. Neurotransmitter haben eine andere Funktion - sie verbinden Neuronen, und je öfter das Signal diesen Nervenkreislauf durchläuft, desto stärker ist diese Verbindung. Stellen Sie sich eine Furt über den Fluss vor. Beim Durchgang wirft ein Mensch einen Stein ins Wasser, und jeder Reisende macht das Gleiche. Das Ergebnis ist ein solider, zuverlässiger Übergang.

Eine solche Verbindung zwischen Neuronen wird als Synapse bezeichnet und spielt eine wichtige Rolle bei der Gehirnaktivität. Es wird angenommen, dass sogar unser Gedächtnis das Ergebnis der Arbeit von Synapsen ist. Diese Verbindungen ermöglichen eine schnellere Durchleitung von Nervenimpulsen - das Signal entlang des Neuronenkreises bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 360 km / h oder 100 m / s. Sie können berechnen, wie viel Zeit ein Signal von einem Finger, den Sie versehentlich mit einer Nadel gestochen haben, in das Gehirn gelangt. Es gibt ein altes Rätsel: "Was ist das Schnellste auf der Welt?" Antwort: "Gedanke." Und es wurde sehr deutlich bemerkt.

Arten von Neuronen

Neuronen befinden sich nicht nur im Gehirn, wo sie im Zusammenwirken das zentrale Nervensystem bilden. Neuronen befinden sich in allen Organen unseres Körpers, in Muskeln und Bändern auf der Hautoberfläche. Besonders viele von ihnen in den Rezeptoren, das heißt den Sinnen. Das ausgedehnte Netzwerk von Nervenzellen, das den gesamten menschlichen Körper durchdringt, ist ein peripheres Nervensystem, das Funktionen erfüllt, die ebenso wichtig sind wie das zentrale. Die Vielfalt der Neuronen ist in drei Hauptgruppen unterteilt:

• Affektorneuronen erhalten Informationen von den Sinnesorganen und liefern sie in Form von Impulsen entlang der Nervenfasern an das Gehirn. Diese Nervenzellen haben die längsten Axone, da sich ihr Körper im entsprechenden Bereich des Gehirns befindet. Es gibt eine strikte Spezialisierung, und Tonsignale gehen ausschließlich auf den auditiven Teil des Gehirns, Gerüche - auf den Geruchssinn, Licht - auf das Visuelle usw.
• Intermediäre oder interkalare Neuronen verarbeiten Informationen, die von den Affektoren erhalten werden. Nachdem die Informationen ausgewertet wurden, steuern zwischengeschaltete Neuronen die Sinnesorgane und -muskeln an der Peripherie unseres Körpers.
• Efferente oder Effektorneuronen übertragen diesen Befehl vom Intermediat in Form eines Nervenimpulses auf Organe, Muskeln usw.

Am schwierigsten und am wenigsten verstanden ist die Arbeit von intermediären Neuronen. Sie sind nicht nur für Reflexreaktionen verantwortlich, wie zum Beispiel das Ziehen einer Hand aus einer heißen Pfanne oder das Blinken mit einem Lichtblitz. Diese Nervenzellen bieten so komplexe mentale Prozesse wie Denken, Fantasie, Kreativität. Und wie verwandelt sich der sofortige Austausch von Nervenimpulsen zwischen Neuronen in lebendige Bilder, fantastische Verschwörungen, brillante Entdeckungen oder bloße Reflexionen am harten Montag? Dies ist das Hauptgeheimnis des Gehirns, dem die Wissenschaftler nicht einmal nahe gekommen sind.

Das einzige, was herausgefunden hat, dass verschiedene Arten von geistiger Aktivität mit der Aktivität verschiedener Neuronengruppen in Zusammenhang stehen. Zukunftsträume, Auswendiglernen eines Gedichtes, Wahrnehmung eines geliebten Menschen, Nachdenken über Einkäufe - all dies spiegelt sich in unserem Gehirn als Aktivitätsblitze von Nervenzellen an verschiedenen Stellen der Großhirnrinde wider.

Neuron-Funktionen

Da Nervenzellen das Funktionieren aller Körpersysteme gewährleisten, müssen die Funktionen der Nervenzellen sehr unterschiedlich sein. Darüber hinaus sind sie noch nicht vollständig verstanden. Unter den vielen verschiedenen Klassifikationen dieser Funktionen werden wir eine auswählen, die am verständlichsten ist und den Problemen der psychologischen Wissenschaft nahe kommt.

Informationsübertragungsfunktion

Dies ist die Hauptfunktion von Neuronen, mit denen andere, wenn auch nicht weniger bedeutende, verbunden sind. Die gleiche Funktion wird am meisten untersucht. Alle externen Signale an Organe dringen in das Gehirn ein, wo sie verarbeitet werden. Anschließend werden sie durch Feedback in Form von Befehlsimpulsen über ableitende Nervenfasern zurück zu den Sinnesorganen, Muskeln usw. geleitet.

Eine solche ständige Informationszirkulation tritt nicht nur auf der Ebene des peripheren Nervensystems auf, sondern auch im Gehirn. Verbindungen zwischen Neuronen, die Informationen austauschen, bilden ungewöhnlich komplexe neuronale Netzwerke. Stellen Sie sich vor: Es gibt mindestens 30 Milliarden Neuronen im Gehirn, und jedes von ihnen kann bis zu zehntausend Verbindungen haben. In der Mitte des 20. Jahrhunderts versuchte die Kybernetik, einen elektronischen Computer zu schaffen, der nach dem Prinzip des menschlichen Gehirns arbeitet. Es gelang ihnen jedoch nicht - die Prozesse im zentralen Nervensystem erwiesen sich als zu kompliziert.

Erleben Sie die Konservierungsfunktion

Neuronen sind verantwortlich für das, was wir als Erinnerung bezeichnen. Wie die Neurophysiologen herausgefunden haben, ist die Erhaltung von Spuren von Signalen, die durch neuronale Schaltkreise laufen, ein eigentümliches Nebenprodukt der Gehirnaktivität. Die Basis des Gedächtnisses sind die Eiweißmoleküle - Neurotransmitter, die als Bindeglied zwischen Nervenzellen entstehen. Daher gibt es keinen speziellen Bereich des Gehirns, der für das Speichern von Informationen verantwortlich ist. Und wenn die Verletzung der Nervenverbindungen infolge einer Verletzung oder Krankheit auftritt, kann die Person das Gedächtnis teilweise verlieren.

Integrative Funktion

Es ist die Interaktion zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns. Sofortige „Blitze“ von gesendeten und empfangenen Signalen, Hot Spots im Kortex des Gehirns - das ist die Geburt von Bildern, Gefühlen und Gedanken. Komplexe neuronale Verbindungen, die die verschiedenen Teile der Großhirnrinde miteinander verbinden und in die subkortikale Zone eindringen, sind das Produkt unserer mentalen Aktivität. Und je mehr solche Verbindungen entstehen, desto besser ist das Gedächtnis und desto produktiver das Denken. Je mehr wir denken, desto intelligenter werden wir.

Proteinproduktionsfunktion

Die Aktivität von Nervenzellen ist nicht auf Informationsprozesse beschränkt. Neuronen sind echte Proteinfabriken. Dies sind dieselben Neurotransmitter, die nicht nur als "Brücke" zwischen den Neuronen fungieren, sondern auch eine große Rolle bei der Regulierung der Arbeit unseres Körpers als Ganzes spielen. Derzeit gibt es etwa 80 Arten dieser Proteinverbindungen, die verschiedene Funktionen erfüllen:

• Noradrenalin, manchmal auch als Wut oder Stresshormon bezeichnet. Es trainiert den Körper, verbessert die Leistung, lässt das Herz schneller schlagen und bereitet den Körper auf sofortige Maßnahmen vor, um Gefahren abzuwehren.
• Dopamin ist das Hauptstärkungsmittel unseres Körpers. Er ist an der Revitalisierung aller Systeme beteiligt, auch beim Aufwachen, bei körperlicher Anstrengung und schafft eine positive emotionale Einstellung bis zur Euphorie.
• Serotonin ist auch eine Substanz der "guten Laune", obwohl es die körperliche Aktivität nicht beeinträchtigt.
• Glutamat ist der Sender, der für die Funktion des Speichers erforderlich ist, ohne dass eine langfristige Speicherung von Informationen unmöglich ist.
• Acetylcholin steuert die Prozesse des Schlafens und des Erwachens und ist auch notwendig, um die Aufmerksamkeit zu aktivieren.

Neurotransmitter, oder besser gesagt ihre Anzahl, beeinflussen die Gesundheit des Körpers. Und wenn es Probleme mit der Produktion dieser Eiweißmoleküle gibt, können sich schwere Krankheiten entwickeln. Zum Beispiel ist Dopaminmangel eine der Ursachen der Parkinson-Krankheit, und wenn diese Substanz zu viel produziert wird, kann sich Schizophrenie entwickeln. Wenn Acetylcholin nicht ausreichend produziert wird, kann es zu einer sehr unangenehmen Alzheimer-Krankheit kommen, die mit Demenz einhergeht.

Die Bildung von Neuronen im Gehirn beginnt bereits vor der Geburt eines Menschen, und während der gesamten Reifungsphase kommt es zur aktiven Bildung und Komplikation neuronaler Verbindungen. Lange Zeit glaubte man, dass bei einem erwachsenen Menschen keine neuen Nervenzellen auftauchen könnten, aber deren Aussterben unvermeidlich ist. Daher ist die geistige Entwicklung der Persönlichkeit nur aufgrund der Komplikation der Nervenverbindungen möglich. Und im Alter sind alle dazu verurteilt, ihre geistigen Fähigkeiten zu verlieren.

Neueste Studien haben diese pessimistische Prognose jedoch widerlegt. Schweizer Wissenschaftler haben bewiesen, dass es eine Gehirnregion gibt, die für die Geburt neuer Neuronen verantwortlich ist. Dies ist der Hippocampus, der täglich bis zu 1.400 neue Nervenzellen produziert. Alles, was Sie tun müssen, ist, sie aktiver in die Arbeit des Gehirns einzubeziehen, neue Informationen zu erhalten und zu verstehen, wodurch neue neuronale Verbindungen geschaffen und das neuronale Netzwerk kompliziert wird.

Neuronen und Nervengewebe

Neuronen und Nervengewebe

Nervengewebe ist das Hauptstrukturelement des Nervensystems. Die Struktur des Nervengewebes umfasst hoch spezialisierte Nervenzellen - Neuronen und Neurogliazellen, die unterstützende, sekretorische und schützende Funktionen erfüllen.

Das Neuron ist die strukturelle und funktionelle Haupteinheit des Nervengewebes. Diese Zellen sind in der Lage, Informationen zu empfangen, zu verarbeiten, zu kodieren, zu übertragen und zu speichern und Kontakte mit anderen Zellen herzustellen. Die einzigartigen Merkmale des Neurons sind die Fähigkeit, bioelektrische Entladungen (Impulse) zu erzeugen und Informationen entlang der Prozesse von einer Zelle zur anderen unter Verwendung spezieller Endungen - Synapsen - zu übertragen.

Die Funktionen eines Neurons werden durch die Synthese von übertragenden Substanzen in seinem Axoplasma gefördert - Neurotransmitter: Acetylcholin, Katecholamine usw.

Die Anzahl der Gehirnneuronen nähert sich 10 11. In einem einzelnen Neuron können bis zu 10.000 Synapsen vorhanden sein. Wenn diese Elemente als Zellen der Informationsspeicherung betrachtet werden, kann gefolgert werden, dass das Nervensystem 10 19 Einheiten speichern kann. Information, d.h. beinahe das gesamte Wissen der Menschheit aufnehmen können. Daher ist die Vorstellung, dass das menschliche Gehirn sich während des Lebens an alles erinnert, was im Körper und während seiner Kommunikation mit der Umwelt geschieht, durchaus vernünftig. Das Gehirn kann jedoch nicht alle Informationen abrufen, die in ihm gespeichert sind.

Bestimmte Arten neuronaler Organisation sind für verschiedene Gehirnstrukturen charakteristisch. Neuronen, die eine einzelne Funktion regulieren, bilden die sogenannten Gruppen, Ensembles, Säulen, Kerne.

Neuronen unterscheiden sich in Struktur und Funktion.

Je nach Struktur (abhängig von der Anzahl der Auswüchse aus der Zelle, Prozessen) gibt es unipolare (mit einem Prozess), bipolare (mit zwei Prozessen) und multipolare (mit mehreren Prozessen) Neuronen.

Durch die funktionellen Eigenschaften von isoliertem afferenten (oder zentripetalen) Neuronen Trägererregung von Rezeptoren im ZNS, efferenten, Motor, Motor Neurone (oder zentrifugal) die Erregung des ZNS zum innervated Organ- und intercalary, Kontakt- oder Zwischenneuronen verbinden den afferenten und efferenten Übertragung Neuronen.

Afferente Neuronen gehören zu unipolar, ihre Körper liegen in den Spinalganglien. Der Auswuchs des T-förmigen Zellkörpers ist in zwei Zweige unterteilt, von denen einer zum Zentralnervensystem führt und als Axon fungiert, der andere nähert sich den Rezeptoren und ist ein langer Dendrit.

Die meisten der efferenten und interkalaren Neuronen gehören zu den multipolaren (Abb. 1). Multipolare interkalare Neuronen befinden sich in großer Zahl in den hinteren Hörnern des Rückenmarks sowie in allen anderen Teilen des zentralen Nervensystems. Sie können auch bipolar sein, beispielsweise retinale Neuronen mit einem kurzen verzweigten Dendriten und einem langen Axon. Die Motoneuronen befinden sich hauptsächlich in den vorderen Hörnern des Rückenmarks.

Abb. 1. Die Struktur der Nervenzelle:

1 - Mikrotubuli; 2 - der lange Prozess der Nervenzelle (Axon); 3 - endoplasmatisches Retikulum; 4 - Kern; 5 - Neuroplasma; 6 - Dendriten; 7 - Mitochondrien; 8-Nukleolus; 9 - Myelinscheide; 10 - Abhören Ranvie; 11 - das Ende des Axons

Neuroglia

Neuroglia oder Glia ist eine Ansammlung zellulärer Elemente des Nervengewebes, die von spezialisierten Zellen verschiedener Formen gebildet werden.

Es wurde von R. Virkhov entdeckt und von ihm Neuroglia genannt, was "Nervenkleber" bedeutet. Neuroglia-Zellen füllen den Raum zwischen den Neuronen aus und machen 40% des Gehirnvolumens aus. Gliazellen sind 3-4 mal kleiner als Nervenzellen; Ihre Zahl im zentralen Nervensystem von Säugetieren liegt bei 140 Milliarden. Mit zunehmendem Alter nimmt die Anzahl der Neuronen beim Menschen im Gehirn und die Anzahl der Gliazellen ab.

Es wird festgestellt, dass Neuroglia mit dem Stoffwechsel im Nervengewebe zusammenhängt. Einige Zellen der Neuroglia sezernieren Substanzen, die den Erregbarkeitszustand von Neuronen beeinflussen. Es wird angemerkt, dass sich die Sekretion dieser Zellen in verschiedenen psychischen Zuständen ändert. Langfristige Spurenprozesse im ZNS hängen mit dem Funktionszustand der Neuroglia zusammen.

Arten von Gliazellen

Aufgrund der Struktur der Gliazellen und ihrer Lage im ZNS gibt es:

• Astrozyten (Astroglia);
• Oligodendrozyten (Oligodendroglia);
• Mikrogliazellen (Mikroglia);
• Schwann-Zellen.

Gliazellen üben Unterstützungs- und Schutzfunktionen für Neuronen aus. Sie sind Teil der Blut-Hirn-Schrankenstruktur. Astrozyten sind die am häufigsten vorkommenden Gliazellen, die die Räume zwischen den Neuronen und den darüber liegenden Synapsen füllen. Sie verhindern die Ausbreitung von Neurotransmittern, die sich aus dem synaptischen Spalt in das ZNS ausbreiten. In den zytoplasmatischen Membranen von Astrozyten gibt es Rezeptoren für Neurotransmitter, deren Aktivierung zu Schwankungen in den Membranpotentialunterschieden und zu Veränderungen im Stoffwechsel von Astrozyten führen kann.

Astrozyten umgeben die Kapillaren der Blutgefäße des Gehirns, die sich zwischen ihnen und den Neuronen befinden. Auf dieser Basis wird angenommen, dass Astrozyten eine wichtige Rolle im Stoffwechsel von Neuronen spielen und die Kapillarpermeabilität für bestimmte Substanzen regulieren.

Eine der wichtigsten Funktionen von Astrozyten ist ihre Fähigkeit, einen Überschuss an K + -Ionen zu absorbieren, die sich während einer hohen Nervenaktivität im interzellulären Raum ansammeln können. In den Bereichen der Astrozytenadhäsion bilden sich Kanäle von Schlitzkontakten, durch die Astrozyten verschiedene kleine Ionen und insbesondere K + -Ionen austauschen können, wodurch ihre Absorption von K + -Ionen erhöht wird. Eine unkontrollierte Anhäufung von K + -Ionen im Interneuronalraum würde die Erregbarkeit von Neuronen erhöhen. Somit verhindern Astrozyten, die einen Überschuss an K + -Ionen aus der interstitiellen Flüssigkeit absorbieren, eine Erhöhung der Erregbarkeit von Neuronen und die Bildung von Foci mit erhöhter neuronaler Aktivität. Das Auftreten solcher Herde im menschlichen Gehirn kann von der Tatsache begleitet sein, dass ihre Neuronen eine Reihe von Nervenimpulsen erzeugen, die als Krampfentladungen bezeichnet werden.

Astrozyten sind an der Entfernung und Zerstörung von Neurotransmittern beteiligt, die in extrasynaptische Räume gelangen. Sie verhindern somit die Ansammlung von Neurotransmittern in den neuronalen Räumen, was zu Funktionsstörungen des Gehirns führen kann.

Neuronen und Astrozyten sind durch interzelluläre Schlitze zwischen 15 und 20 Mikrometern getrennt, die als Zwischenraum bezeichnet werden. Zwischenräume belegen bis zu 12-14% des Gehirnvolumens. Eine wichtige Eigenschaft von Astrozyten ist ihre Fähigkeit, CO2 aus der extrazellulären Flüssigkeit dieser Räume zu absorbieren und dadurch einen stabilen Gehirn-pH-Wert aufrechtzuerhalten.

Astrozyten sind an der Bildung von Grenzflächen zwischen dem Nervengewebe und den Hirngefäßen, dem Nervengewebe und den Hirnmembranen während des Wachstums und der Entwicklung des Nervengewebes beteiligt.

Oligodendrozyten zeichnen sich durch wenige kurze Prozesse aus. Eine ihrer Hauptfunktionen ist die Bildung der Myelinhülle der Nervenfasern im zentralen Nervensystem. Diese Zellen befinden sich ebenfalls in unmittelbarer Nähe zu den Körpern von Neuronen. Die funktionelle Bedeutung dieser Tatsache ist jedoch unbekannt.

Mikrogliazellen machen 5–20% der Gesamtzahl der Gliazellen aus und sind im gesamten zentralen Nervensystem verstreut. Es wird festgestellt, dass die Antigene ihrer Oberfläche mit den Antigenen von Blutmonozyten identisch sind. Dies zeigt ihren Ursprung vom Mesoderm, dem Eindringen in das Nervengewebe während der Embryonalentwicklung und der anschließenden Umwandlung in morphologisch erkennbare Mikrogliazellen. In dieser Hinsicht wird davon ausgegangen, dass die wichtigste Funktion der Mikroglia der Schutz des Gehirns ist. Es wurde gezeigt, dass bei einer Schädigung des Nervengewebes die Anzahl der Phagozytenzellen aufgrund von Blutmakrophagen und der Aktivierung der Phagozyteneigenschaften der Mikroglia zunimmt. Sie entfernen abgestorbene Neuronen, Gliazellen und ihre Strukturelemente, phagozytäre Fremdpartikel.

Schwann-Zellen bilden die Myelinhülle peripherer Nervenfasern außerhalb des ZNS. Die Membran dieser Zelle wird wiederholt um die Nervenfaser gewickelt, und die Dicke der entstehenden Myelinscheide kann den Durchmesser der Nervenfaser übersteigen. Die Länge der myelinisierten Bereiche der Nervenfaser beträgt 1 bis 3 mm. In den Intervallen zwischen ihnen (den Abschnitten von Ranvier) bleibt die Nervenfaser nur von der Oberflächenmembran bedeckt, die Erregbarkeit besitzt.

Eine der wichtigsten Eigenschaften von Myelin ist die hohe Beständigkeit gegen elektrischen Strom. Es ist auf den hohen Gehalt an Sphingomyelin und anderen Phospholipiden in Myelin zurückzuführen, die ihm stromisolierende Eigenschaften verleihen. In Bereichen der myelinbeschichteten Nervenfaser ist der Prozess der Erzeugung von Nervenimpulsen unmöglich. Nervenimpulse werden nur auf der Ranvier-Interzeptionsmembran erzeugt, was eine höhere Geschwindigkeit der Weiterleitung von Nervenimpulsen an aber myelinisierte Nervenfasern im Vergleich zu unmyelinisierten Nerven bewirkt.

Es ist bekannt, dass die Struktur des Myelins leicht durch infektiöse, ischämische, traumatische und toxische Schädigungen des Nervensystems gestört werden kann. Gleichzeitig entwickelt sich der Prozess der Demyelinisierung von Nervenfasern. Besonders häufig tritt Demyelinisierung bei multipler Sklerose auf. Als Folge der Demyelinisierung nimmt die Geschwindigkeit der Nervenimpulse entlang der Nervenfasern ab, die Informationsgeschwindigkeit des Gehirns von Rezeptoren und von Neuronen an die Exekutivorgane nimmt ab. Dies kann zu einer Beeinträchtigung der Sinnesempfindlichkeit, Bewegungsstörungen, zur Regulierung der Funktion der inneren Organe und anderen schwerwiegenden Folgen führen.

Struktur und Funktion von Neuronen

Das Neuron (Nervenzelle) ist eine strukturelle und funktionelle Einheit des zentralen Nervensystems.

Die anatomische Struktur und die Eigenschaften des Neurons gewährleisten die Erfüllung seiner Hauptfunktionen: die Umsetzung des Stoffwechsels, die Energieerzeugung, die Wahrnehmung verschiedener Signale und deren Verarbeitung, die Bildung oder Beteiligung an Antwortreaktionen, die Erzeugung und Weiterleitung von Nervenimpulsen, die Vereinigung von Neuronen in neuronalen Kreisläufen, die beide einfachste Reflexreaktionen liefern und höhere integrative Gehirnfunktionen.

Neuronen bestehen aus dem Körper der Nervenzelle und den Vorgängen des Axons und der Dendriten.

Abb. 2. Die Struktur des Neurons

Körper Nervenzelle

Der Körper (Perikaryon, Soma) des Neurons und seine Prozesse sind in der gesamten neuronalen Membran bedeckt. Die Membran des Zellkörpers unterscheidet sich von der Membran des Axons und der Dendriten durch den Inhalt verschiedener Ionenkanäle, Rezeptoren und das Vorhandensein von Synapsen.

Im Körper des Neurons gibt es ein Neuroplasma und einen durch Membranen begrenzten Kern, ein raues und glattes endoplasmatisches Retikulum, den Golgi-Apparat und Mitochondrien. Die Chromosomen des Zellkerns der Neuronen enthalten eine Reihe von Genen, die für die Synthese von Proteinen kodieren, die für die Bildung der Struktur und Implementierung der Funktionen des Neuronenkörpers, seiner Prozesse und Synapsen notwendig sind. Hierbei handelt es sich um Proteine, die die Funktionen von Enzymen, Trägern, Ionenkanälen, Rezeptoren usw. erfüllen. Einige Proteine ​​haben Funktionen, wenn sie sich im Neuroplasma befinden, während andere in die Membranen von Organellen-, Soma- und Neuronenprozessen integriert sind. Einige von ihnen, z. B. Enzyme, die für die Synthese von Neurotransmittern erforderlich sind, werden über den axonalen Transport zum Axonterminal transportiert. Im Zellkörper werden Peptide synthetisiert, die für die Vitalaktivität von Axonen und Dendriten (z. B. Wachstumsfaktoren) notwendig sind. Wenn ein Körper eines Neurons beschädigt wird, degenerieren seine Prozesse und kollabieren. Wenn der Körper des Neurons erhalten bleibt und der Prozess beschädigt wird, kommt es zu einer langsamen Erholung (Regeneration) und Wiederherstellung der Innervation der denervierten Muskeln oder Organe.

Der Ort der Proteinsynthese in den Neuronen ist das grobe endoplasmatische Retikulum (Tigroidgranula oder Nissl-Körper) oder freie Ribosomen. Ihr Gehalt in Neuronen ist höher als in Gliazellen oder anderen Körperzellen. Im glatten endoplasmatischen Retikulum und im Golgi-Apparat erhalten Proteine ​​eine intrinsische räumliche Konformation, werden sortiert und in Transportflüsse zu den Strukturen des Zellkörpers, Dendriten oder Axonen geschickt.

In zahlreichen neuronalen Mitochondrien wird durch oxidative Phosphorylierungsprozesse ATP gebildet, dessen Energie zur Aufrechterhaltung der Vitalaktivität des Neurons, zur Arbeit der Ionenpumpen und zur Aufrechterhaltung der Asymmetrie der Ionenkonzentration auf beiden Seiten der Membran verwendet wird. Folglich ist das Neuron in ständiger Bereitschaft, nicht nur verschiedene Signale wahrzunehmen, sondern auch darauf zu reagieren - die Erzeugung von Nervenimpulsen und deren Verwendung zur Steuerung der Funktionen anderer Zellen.

Molekulare Rezeptoren der Zellmembran, sensorische Rezeptoren, die durch Dendriten gebildet werden, und sensorische Zellen epithelialen Ursprungs sind an den Mechanismen der Wahrnehmung von Neuronen verschiedener Signale beteiligt. Signale von anderen Nervenzellen können das Neuron durch zahlreiche Synapsen erreichen, die an den Dendriten oder am Neurongel gebildet werden.

Nervenzellendendriten

Die Dendriten eines Neurons bilden einen dendritischen Baum, dessen Verzweigungsart und deren Größe von der Anzahl der synaptischen Kontakte mit anderen Neuronen abhängen (Abb. 3). Auf den Dendriten eines Neurons gibt es Tausende von Synapsen, die von Axonen oder Dendriten anderer Neuronen gebildet werden.

Abb. 3. Synaptische Kontakte des Interneyron. Die Pfeile links zeigen das Eintreffen von afferenten Signalen zu den Dendriten und dem Körper des Interneurons, rechts die Ausbreitungsrichtung der efferenten Signale des Interneurons zu anderen Neuronen.

Synapsen können sowohl in ihrer Funktion (inhibitorisch, exzitatorisch) als auch in der Art des verwendeten Neurotransmitters heterogen sein. Die an der Bildung von Synapsen beteiligte dendritische Membran ist ihre postsynaptische Membran, die Rezeptoren (ligandenabhängige Ionenkanäle) für den in dieser Synapse verwendeten Neurotransmitter enthält.

Excitatorische (glutamatergische) Synapsen befinden sich hauptsächlich auf der Oberfläche der Dendriten, wo Erhebungen oder Auswüchse (1-2 μm) auftreten, die als Stacheln bezeichnet werden. Es gibt Kanäle in der Membran der Wirbelsäule, deren Permeabilität von der Transmembranpotentialdifferenz abhängt. Im Zytoplasma der Dendriten im Bereich der Stacheln finden sich sekundäre Mediatoren der intrazellulären Signaltransduktion sowie Ribosomen, an denen das Protein als Reaktion auf das Eintreffen synaptischer Signale synthetisiert wird. Die genaue Rolle der Stacheln ist noch nicht bekannt, aber es ist offensichtlich, dass sie die Oberfläche des dendritischen Baums vergrößern, um Synapsen zu bilden. Spikes sind auch Neuronenstrukturen, um Eingangssignale zu empfangen und zu verarbeiten. Dendriten und Stacheln ermöglichen den Informationsaustausch von der Peripherie zum Neuronenkörper. Die dendritische Membran im Mähbereich ist aufgrund der asymmetrischen Verteilung von Mineralionen, des Betriebs von Ionenpumpen und der Anwesenheit von Ionenkanälen darin polarisiert. Diese Eigenschaften beruhen auf der Übertragung von Informationen entlang der Membran in Form lokaler zirkularer Strömungen (elektrotonisch), die zwischen postsynaptischen Membranen und den angrenzenden Bereichen der Dendritenmembran auftreten.

Wenn sie sich durch die Dendritenmembran ausbreiten, werden die lokalen Ströme gedämpft, sie sind jedoch ausreichend groß, um Signale an die dendritischen synaptischen Eingänge an die Körpermembran des Neurons zu senden. Die potentiell abhängigen Natrium- und Kaliumkanäle wurden in der Dendritenmembran noch nicht identifiziert. Sie besitzt keine Erregbarkeit und die Fähigkeit, Aktionspotentiale zu erzeugen. Es ist jedoch bekannt, dass sich das auf der Membran des axonalen Hügels auftretende Aktionspotential entlang dieser ausbreiten kann. Der Mechanismus dieses Phänomens ist unbekannt.

Es wird davon ausgegangen, dass Dendriten und Stacheln Teil der neuralen Strukturen sind, die an den Erinnerungsmechanismen beteiligt sind. Die Anzahl der Stacheln ist besonders hoch in den Dendriten der Neuronen der Kleinhirnrinde, der Basalganglien und der Großhirnrinde. Die Fläche des dendritischen Baums und die Anzahl der Synapsen nehmen in einigen Bereichen der Großhirnrinde älterer Menschen ab.

Axon Neuron

Ein Axon ist ein Prozess von Nervenzellen, der nicht in anderen Zellen vorkommt. Im Gegensatz zu Dendriten, deren Anzahl für ein Neuron unterschiedlich ist, ist das Axon für alle Neuronen gleich. Seine Länge kann bis zu 1,5 m betragen: An der Stelle, an der das Axon das Neuron verlässt, gibt es eine Verdickung - einen axonalen Hügel, der mit einer Plasmamembran bedeckt ist, die bald mit Myelin bedeckt ist. Die von Myelin freigelegte Stelle des Axonhügels wird als Anfangssegment bezeichnet. Die Axone der Neuronen sind bis zu ihren endgültigen Ästen mit der Myelinscheide bedeckt, die durch die Ranvier-Interceptions unterbrochen wird - mikroskopisch nicht gelierte Regionen (etwa 1 Mikrometer).

Im gesamten Axon (myelinisierte und unmyelinierte Faser) ist eine zweischichtige Phospholipidmembran mit darin eingebetteten Proteinmolekülen, die als Ionentransport dienen, potentiell abhängige Ionenkanäle usw. bedeckt. Proteine ​​sind gleichmäßig in der Membran der nichtmyelinierten Nervenfasern und in der Membran der myelinisierten Nervenfasern verteilt vor allem im Bereich der Interceptions Ranvier. Da es im Axoplasma kein grobes Retikulum und keine Ribosomen gibt, ist es offensichtlich, dass diese Proteine ​​im Körper des Neurons synthetisiert werden und durch axonalen Transport an die Axonmembran abgegeben werden.

Die Eigenschaften der Membran, die den Körper und das Axon des Neurons bedeckt, sind unterschiedlich. Dieser Unterschied betrifft hauptsächlich die Permeabilität der Membran für Mineralionen und ist auf den Gehalt verschiedener Arten von Ionenkanälen zurückzuführen. Wenn der Gehalt an ligandenabhängigen Ionenkanälen (einschließlich postsynaptischer Membranen) in der Membran des Körpers und in den Dendriten des Neurons vorherrscht, liegt in der Axonmembran, insbesondere im Bereich der Interceptions of Ranvier, eine hohe Dichte von spannungsabhängigen Natrium- und Kaliumkanälen vor.

Die kleinste Polarisation (etwa 30 mV) weist die Membran des anfänglichen Axon-Segments auf. In Bereichen des Axons, die weiter vom Zellkörper entfernt sind, beträgt die Größe des Transmembranpotentials etwa 70 mV. Der niedrige Wert der Polarisation der Membran des Anfangssegments des Axons bestimmt, dass die Membran des Neurons in diesem Bereich die größte Erregbarkeit aufweist. Hier breiten sich postsynaptische Potentiale, die auf der Dendritenmembran und im Zellkörper als Folge der Umwandlung von Informationssignalen zum Neuron an der Synapse auftreten, durch die Membran des Körpers des Neurons unter Verwendung lokaler zirkulärer elektrischer Ströme. Wenn diese Ströme die Depolarisation der Axonhügelmembran auf ein kritisches Niveau (E_zu), dann reagiert das Neuron auf ankommende Signale von anderen Nervenzellen, indem es sein Aktionspotential (Nervenimpuls) erzeugt. Der resultierende Nervenimpuls wird weiter entlang des Axons zu anderen Nerven-, Muskel- oder Drüsenzellen geleitet.

Auf der Membran des anfänglichen Axon-Segments befinden sich Stacheln, auf denen GABA-ergische Bremssynapsen gebildet werden. Der Empfang von Signalen entlang dieser Synapsen von anderen Neuronen kann die Erzeugung von Nervenimpulsen verhindern.

Klassifikation und Typen von Neuronen

Die Klassifizierung von Neuronen erfolgt sowohl nach morphologischen als auch nach funktionellen Merkmalen.

Durch die Anzahl der Prozesse werden multipolare, bipolare und pseudounipolare Neuronen unterschieden.

Durch die Art der Verbindungen mit anderen Zellen und die Funktion, die sie ausüben, werden sensorische, interkalierende und motorische Neuronen unterschieden. Sinnesneuronen werden auch als afferente Neuronen bezeichnet und ihre Prozesse sind zentripetal. Neuronen, die die Funktion der Signalübertragung zwischen Nervenzellen übernehmen, werden interkaliert oder assoziativ genannt. Neuronen, deren Axone auf Effektorzellen (Muskeln, Drüsenzellen) Synapsen bilden, werden als motorisch oder efferent bezeichnet, ihre Axone als Zentrifugal.

Afferente (empfindliche) Neuronen nehmen Informationen über sensorische Rezeptoren wahr, wandeln sie in Nervenimpulse um und führen zu den Nervenzentren des Gehirns und des Rückenmarks. Die Körper sensibler Neuronen befinden sich in den Ganglien der Wirbelsäule und im Schädel. Hierbei handelt es sich um pseudo-unipolare Neuronen, deren Axon und Dendrit sich zusammen vom Körper des Neurons entfernen und dann voneinander trennen. Der Dendrit geht an der Peripherie zu den Organen und Geweben in der Zusammensetzung von sensorischen oder gemischten Nerven über, und das Axon in der Zusammensetzung der hinteren Wurzeln ist in den Rückenhörnern des Rückenmarks oder in der Zusammensetzung der Hirnnerven im Gehirn enthalten.

Eingefügte oder assoziative Neuronen übernehmen die Verarbeitung eingehender Informationen und gewährleisten insbesondere das Schließen der Reflexlichtbögen. Die Körper dieser Neuronen befinden sich in der grauen Substanz des Gehirns und des Rückenmarks.

Efferente Neuronen übernehmen auch die Funktion, eingehende Informationen zu verarbeiten und efferente Nervenimpulse vom Gehirn und vom Rückenmark auf die Zellen der ausführenden Organe (Effektororgane) zu übertragen.

Integrationsaktivität für Neuronen

Jedes Neuron empfängt eine Vielzahl von Signalen durch zahlreiche Synapsen an seinen Dendriten und im Körper sowie durch die molekularen Rezeptoren der Plasmamembranen, des Zytoplasmas und des Zellkerns. Die Signalübertragung verwendet viele verschiedene Arten von Neurotransmittern, Neuromodulatoren und anderen Signalmolekülen. Um eine Antwort auf das gleichzeitige Eintreffen mehrerer Signale zu bilden, muss das Neuron diese natürlich integrieren können.

Der Satz von Prozessen, die die Verarbeitung eingehender Signale und die Bildung einer Neuronenreaktion darauf bereitstellen, ist im Konzept der integrativen Aktivität eines Neurons enthalten.

Die Wahrnehmung und Verarbeitung der am Neuron eintreffenden Signale erfolgt unter Beteiligung von Dendriten, dem Zellkörper und dem Axonhügel des Neurons (Abb. 4).

Abb. 4. Integration von Neuronensignalen.

Eine der Varianten ihrer Verarbeitung und Integration (Summation) ist die Transformation in Synapsen und die Summierung postsynaptischer Potentiale auf der Membran des Körpers und der Prozesse des Neurons. Wahrgenommene Signale werden an Synapsen in die Schwingung der Potentialdifferenz der postsynaptischen Membran (postsynaptische Potentiale) umgewandelt. Abhängig von der Art der Synapsen kann das empfangene Signal in eine kleine (0,5-1,0 mV) depolarisierende Änderung der Potentialdifferenz (EPSP - Synapsen sind im Diagramm als helle Kreise dargestellt) oder hyperpolarisierend (TPPS - Synapsen sind im Diagramm schwarz dargestellt) umgewandelt Kreise). Mehrere Signale können gleichzeitig an verschiedenen Stellen des Neurons ankommen, von denen einige in EPSP und andere in TPPS umgewandelt werden.

Diese Fluktuationen der Potentialdifferenz breiten sich durch lokale Zirkelströme über die Neuronenmembran in Richtung des Axonkerns in Form von Depolarisationswellen (im weißen Schema) und Hyperpolarisierung (im schwarzen Schema) aus, die einander überlagert sind (graue Bereiche). In dieser Überlagerung werden die Amplituden der Wellen in einer Richtung summiert, während die gegenüberliegenden Wellen reduziert (geglättet) werden. Eine solche algebraische Summierung der Potentialdifferenz auf einer Membran wird als räumliche Summation bezeichnet (Abb. 4 und 5). Das Ergebnis dieser Summation kann entweder die Depolarisation der Axonhügelmembran und die Erzeugung von Nervenimpulsen sein (Fälle 1 und 2 in Fig. 4) oder ihre Hyperpolarisierung und Verhinderung des Auftretens von Nervenimpulsen (Fälle 3 und 4 in Fig. 4).

Um die Potentialdifferenz der Membran des Axonhügels (ca. 30 mV) nach E zu verschieben_zu, es muss auf 10-20 mV depolarisiert werden. Dies führt zur Entdeckung potentiell abhängiger Natriumkanäle und zur Erzeugung von Nervenimpulsen. Da, wenn eine PD ankommt und sich in EPSP umwandelt, die Membrandepolarisation bis zu 1 mV erreichen kann und die Ausbreitung zum axonalen Hügel mit Abschwächung einhergeht, um einen Nervenimpuls zu erzeugen, ist ein gleichzeitiger Einstrom in das Neuron durch exzitatorische Synapsen von 40-80 Nervenimpulsen von anderen Neuronen und Summation erforderlich die gleiche Anzahl von ipsp.

Abb. 5. räumliche und zeitliche Summierung eines EPSP-Neurons; a - BSPP pro Einzelreiz; und - VPSP für die mehrfache Stimulation von verschiedenen Afferenzen; c - I-VPSP für häufige Stimulation durch eine einzelne Nervenfaser

Wenn zu diesem Zeitpunkt eine bestimmte Anzahl von Nervenimpulsen das Neuron über inhibitorische Synapsen erreicht, ist die Aktivierung und Erzeugung eines Antwort-Nervenimpulses möglich, während gleichzeitig der Signalfluß durch die erregenden Synapsen erhöht wird. Unter Bedingungen, bei denen Signale, die von den inhibitorischen Synapsen kommen, eine Hyperpolarisierung der Membran des Neurons bewirken, die gleich oder größer als die Depolarisation ist, die durch Signale verursacht wird, die von erregenden Synapsen kommen, kann die Depolarisation der Axon-Hügelmembran keine Nervenimpulse erzeugen und inaktiv werden.

Das Neuron führt auch eine zeitweilige Summation der Signale von EPSP und TPPS durch, die fast gleichzeitig ankommen (siehe Abb. 5). Die von ihnen verursachten Änderungen der Potentialdifferenz in den nahezu synaptischen Bereichen können auch algebraisch summiert werden, was als temporäre Summation bezeichnet wird.

Somit enthält jeder Nervenimpuls, der von einem Neuron erzeugt wird, sowie die Stilleperiode des Neurons Informationen von vielen anderen Nervenzellen. Je höher die Frequenz der Signale von anderen Zellen an ein Neuron ist, desto häufiger werden Antwortimpulsimpulse generiert, die das Axon an andere Nerven- oder Effektorzellen sendet.

Aufgrund der Tatsache, dass Natriumkanäle in der Membran des Neuronenkörpers und sogar in dessen Dendriten vorhanden sind (wenn auch in geringer Anzahl), kann sich das Aktionspotential, das auf der Axonhügelmembran entstanden ist, auf den Körper und einen Teil der Neuronendendriten erstrecken. Die Bedeutung dieses Phänomens ist nicht klar genug, aber es wird angenommen, dass das Spreizaktionspotential vorübergehend alle lokalen Strömungen auf der Membran glättet, die Potentiale aufhebt und zu einer effektiveren Wahrnehmung neuer Informationen durch das Neuron beiträgt.

Molekulare Rezeptoren sind an der Transformation und Integration von Signalen beteiligt, die ein Neuron erreichen. Gleichzeitig kann ihre Stimulation durch Signalmoleküle durch Initiierung (durch G-Proteine, zweite Mediatoren) Änderungen im Zustand von Ionenkanälen, Umwandlung von wahrgenommenen Signalen in Schwingungen von Potentialunterschieden in der Membran des Neurons, Summation und Bildung einer Nervenreaktion in Form einer Nervenimpulserzeugung oder -hemmung auslösen.

Die Umwandlung von Signalen durch die metabotropen molekularen Rezeptoren eines Neurons wird von seiner Reaktion in Form einer Auslösung einer Kaskade intrazellulärer Transformationen begleitet. Die Antwort des Neurons kann in diesem Fall die Beschleunigung des allgemeinen Metabolismus sein, eine Zunahme der ATP-Bildung, ohne die es unmöglich ist, seine funktionelle Aktivität zu erhöhen. Mithilfe dieser Mechanismen integriert das Neuron die empfangenen Signale, um die Effizienz seiner eigenen Aktivität zu verbessern.

Intrazelluläre Transformationen in einem Neuron, die durch die empfangenen Signale ausgelöst werden, führen häufig zu einer Erhöhung der Synthese von Proteinmolekülen, die im Neuron als Rezeptoren, Ionenkanäle und Träger fungieren. Durch Erhöhen der Anzahl passt sich das Neuron an die Art der eingehenden Signale an, wodurch die Empfindlichkeit gegenüber den signifikanteren erhöht und die Schwächung zu den weniger bedeutsamen verringert wird.

Das Erhalten einer Anzahl von Signalen durch ein Neuron kann von der Expression oder Unterdrückung bestimmter Gene begleitet sein, zum Beispiel solchen, die die Synthese von Peptid-Neuromodulatoren steuern. Da sie an die Axon-Terminals des Neurons abgegeben werden und in diesen verwendet werden, um die Wirkung ihrer Neurotransmitter auf andere Neuronen zu verstärken oder zu schwächen, kann das Neuron als Reaktion auf von ihm empfangene Signale eine stärkere oder schwächere Wirkung auf die anderen Nervenzellen haben, die es kontrolliert. Da die modulierende Wirkung von Neuropeptiden lange anhalten kann, kann der Einfluss eines Neurons auf andere Nervenzellen auch lange anhalten.

Dank der Fähigkeit, verschiedene Signale zu integrieren, kann ein Neuron durch eine Vielzahl von Reaktionen subtil auf sie reagieren, wodurch es sich effektiv an die Art der eingehenden Signale anpassen und sie verwenden kann, um die Funktionen anderer Zellen zu regulieren.

Neuronale Schaltkreise

ZNS-Neuronen interagieren miteinander und bilden an der Kontaktstelle verschiedene Synapsen. Die daraus resultierenden neuronalen Renten erhöhen wiederholt die Funktionalität des Nervensystems. Die gebräuchlichsten neuronalen Schaltkreise umfassen: lokale, hierarchische, konvergente und divergierende neuronale Schaltkreise mit einem Eingang (6).

Lokale neuronale Schaltkreise werden von zwei oder mehr Neuronen gebildet. In diesem Fall gibt eines der Neuronen (1) seine Axon-Kollateralität an das Neuron (2) ab und bildet eine axosomatische Synapse an seinem Körper und das zweite - eine Synapse am Körper des ersten Neurons mit einem Axon. Lokale neuronale Netzwerke können als Fallen fungieren, in denen Nervenimpulse in einem Kreis, der aus mehreren Neuronen besteht, lange zirkulieren können.

Die Möglichkeit der langfristigen Zirkulation einer Erregungswelle (Nervenimpuls), die einmal aufgrund der Übertragung zu einer Ringstruktur entstand, zeigte experimentell Professor I.A. Vetokhin in Experimenten am Neuralring der Qualle.

Die Zirkulation von Nervenimpulsen entlang lokaler neuronaler Schaltkreise führt die Funktion aus, den Erregungsrhythmus zu transformieren, bietet die Möglichkeit einer längeren Erregung der Nervenzentren nach Beendigung der Signale an sie und beteiligt sich an den Mechanismen der Speicherung der eingehenden Informationen.

Lokale Ketten können auch eine Bremsfunktion ausführen. Ein Beispiel dafür ist die wiederkehrende Hemmung, die in der einfachsten lokalen Nervenkette des Rückenmarks realisiert wird, die durch das a-Motoneuron und die Renshaw-Zelle gebildet wird.

Abb. 6. Die einfachsten neuronalen Schaltkreise des zentralen Nervensystems. Beschreibung im Text

In diesem Fall breitet sich die Erregung im Motoneuron entlang des Axonzweiges aus und aktiviert die Renshaw-Zelle, die das a-Motoneuron hemmt.

Konvergente Ketten werden von mehreren Neuronen gebildet, von denen eines (normalerweise efferent) die Axone einer Anzahl anderer Zellen konvergiert oder konvergiert. Solche Ketten sind im zentralen Nervensystem weit verbreitet. Zum Beispiel konvergieren die pyramidenförmigen Neuronen des primären Motorkortex mit den Axonen vieler Neuronen in den empfindlichen Feldern des Kortex. Auf den Motoneuronen der ventralen Hörner des Rückenmarks konvergieren Tausende von empfindlichen und interkalierten Neuronen verschiedener ZNS-Ebenen. Konvergente Ketten spielen eine wichtige Rolle bei der Integration von Signalen mit efferenten Neuronen und der Koordination physiologischer Prozesse.

Divergente Ketten mit einem Eingang werden von einem Neuron mit einem verzweigten Axon gebildet, von dem jeder Zweig eine Synapse mit einer anderen Nervenzelle bildet. Diese Schaltungen führen die Funktionen der gleichzeitigen Übertragung von Signalen von einem Neuron zu vielen anderen Neuronen aus. Dies wird durch starke Verzweigung (Bildung von mehreren tausend Zweigen) des Axons erreicht. Solche Neuronen werden häufig in den Kernen der retikulären Formation des Hirnstamms gefunden. Sie sorgen für eine schnelle Steigerung der Erregbarkeit zahlreicher Teile des Gehirns und die Mobilisierung ihrer Funktionsreserven.