Нейрон

Трудно представить себе орган более сложный, чем головной мозг человека. Однако мозговая ткань, как и любая другая, соткана из клеток. Правда, совершенно особых, нервных клеток, или нейронов. Именно с их работой связано все многообразие наших мыслей, чувств, действий, именно они обеспечивают регуляцию всех процессов жизнедеятельности организма.

Как у любой клетки, у нейрона есть тело, заключенное в оболочку — наружную мембрану. Если рассматривать его под электронным микроскопом, то примерно в центре клетки можно увидеть темное пятно округлой формы — ядро, генетический аппарат нейрона. А цитоплазма клетки «нафарширована» различными органеллами. Одна из важнейших — гранулярный эндоплазматический ретикулум. Это своеобразная фабрика, где синтезируются различные белки, в том числе нейро специфические.

Нейрон имеет и свои, характерные только для нервной клетки образования, имеющие непосредственное отношение к его функции. Ведь главная задача нейрона — получить информацию, «осмыслить» ее и передать дальше. Для этого нейрон снабжен многочисленными дендритами, по которым различная информация поступает в клетку, и одним единственным аксоном: по нему обработанная информация покидает нейрон, передаваясь дальше по нервной цепочке. На некотором расстоянии от тела клетки аксон начинает ветвиться, посылая свои отростки к другим нервным клеткам, а также к их дендритам. Каждый такой отросток оканчивается особым утолщением — синаптической бляшкой, заполненной пузырьками, в которых хранятся различные химические вещества — медиаторы. Без них было бы практически невозможно общение между нейронами, ведь язык мозга — это язык импульсов, не только электрических, но и химических.

Нервные импульсы, покидающие нейрон и передающиеся по аксону, представляют собой специфические электрические сигналы. Сам же аксон можно сравнить с электрическим проводом, центральная часть которого образована нервными волокнами и сверху покрыта особой изоляцией — миелиновой оболочкой. Она обеспечивает высокую скорость проведения электрических импульсов по нервному волокну, изолируя его от электрохимических влияний других нервных волокон.

Электрический импульс, добежав по аксону до синаптической бляшки, запускает здесь химические реакции, в результате которых высвобождаются и выбрасываются в синаптическую щель (микропространство, разделяющее две мембраны: синаптическую и постсинаптическую) медиаторы. Молекулы медиатора взаимодействуют с рецепторами, встроенными в постсинаптическую мембрану, благодаря чему в клетке открываются каналы для ионов калия и натрия. Возникший интенсивный поток ионов приводит нервную клетку в состояние возбуждения. рождает в ней электрический импульс, который передается следующему нейрону и так далее.

Однако этот процесс не бесконечен. Если бы возбуждение начало распространяться по всем каналам межнейронных связей, подобная цепная реакция неизбежно привела бы к дезорганизации работы мозга и даже гибели организма. Этого не происходит благодаря тому, что наряду с возбуждением существует торможение. Специалисты настойчиво пытаются понять природу торможения, ведь роль тормозных импульсов в работе головного мозга так же важна, как и возбуждающих. Когда нарушаются процессы торможения и нейроны начинают «разговаривать" одновременно и безостановочно, это становится причиной развития тех или иных психических расстройств.

Изучая сложные механизмы передачи нервных импульсов, специалисты установили, что число ветвлений отростков нейрона меняется на протяжении жизни, благодаря чему и происходят рост и развитие головного мозга. Ведь зрелая нервная клетка не способна к делению и воспроизведению себе подобных. Те 10 — 14 миллиардов нейронов (по данным разных авторов), которые формируются к моменту рождения ребенка, затем не увеличиваются ни на одну единицу. А вот число дендритов, так же как и ветвлений аксона, постоянно меняется. Особенно интенсивный рост этих элементов наблюдается в первые пять — семь лет жизни ребенка. Соответственно растет и число синаптических связей нейронов; по наблюдениям специалистов. до 80% поверхности нервной клетки может быть покрыто синапсами.

В последние годы ученым удалось узнать много нового об организации межнейронных связей. В частности, они обнаружили, что количество синапсов, свидетельствующих о количестве связей нейрона, у разных нервных клеток сильно варьирует.

Еще не так давно считалось, что синаптическая связь существует только между аксоном и его ветвлениями одного нейрона и телом или дендритами другого. С помощью электронного микроскопа исследователи обнаружили контакты между аксонами двух нейронов, даже между их телами. Установлена также динамичность синаптических связей: одни из них способны исчезать, другие — возникать. И здесь очень важное значение имеет та функциональная нагрузка, которую получают либо, напротив, не получают нейроны.

Когда здоровых экспериментальных животных с момента рождения содержали в абсолютной темноте, у них не развивались синаптические связи тех нейронов зрительного центра головного мозга, которые воспринимают и обрабатывают только световую информацию (так называемые моносенсорные нейроны). В результате, несмотря на то, что все другие элементы органа зрения, в том числе зрачок, сетчатая оболочка глаза, нервные проводящие пути, у них были сохранны, животные оставались слепыми. Чем меньше был срок содержания животных в темноте, тем легче и в большей степени удавалось восстановить у них функцию моносенсорных нейронов и вернуть им зрение. Подобные эксперименты проводились и с нейронами слуховых центров — результаты оказались сходными.

Эксперименты еще раз убеждают в том, что нейроны всех центров головного мозга — зрительных, слуховых, двигательных и других — для нормального своего развития нуждаются в притоке информации, в адекватной функциональной нагрузке. Лишь в этом случае формируются многосторонние межнейронные связи, в значительной степени определяющие надежность и пластичность всех механизмов центральной нервной системы, включая механизмы адаптации, обучения, запоминания.

Н.И. Артюхина, кандидат биологических наук.

Ещё статьи на тему "Человеческий мозг" 

Ликворная ось мозга

Мозг человека, подкорка

Мозжечок

Гипоталамус 

Нейрон

Алкоголь и сосудистые заболевания мозга

Мозг один - два видения мира

статьи 1.  2.  3.