Это фундаментальная основа всей нервной системы. Проще всего представить это как сложнейшую электрическую сеть, где нейрон — это проводник и активный элемент, а синапс — место контакта (переключатель) между ними.
Вот подробный разбор строения и принципов работы.
1. Нейрон (Нервная клетка)
Нейрон — это структурно-функциональная единица нервной системы. Его главная задача — принимать, обрабатывать, проводить и передавать сигналы.
Строение нейрона
Нейрон состоит из трех ключевых частей:
- Дендриты (Вход)
Короткие, сильно ветвящиеся отростки.
Их поверхность покрыта синапсами (местами контакта) от других нейронов.
Функция: Принимают поступающий сигнал (возбуждение или торможение) и проводят его к телу клетки. - Тело клетки (Сома) (Интегратор)
Содержит ядро и органеллы.
На мембране тела также есть синапсы.
Функция: Здесь происходит интеграция сигналов. Если суммарный возбуждающий сигнал превышает порог возбуждения клетки, в аксонном холмике (месте перехода тела в аксон) генерируется потенциал действия (импульс). - Аксон (Выход / Проводник)
Длинный, часто неветвящийся (разветвляется только на конце) отросток. У некоторых нейронов покрыт миелиновой оболочкой (изолирующий слой, образованный клетками глии).
Функция: Проводит электрический импульс (потенциал действия) от тела клетки к другим нейронам, мышцам или железам.
Миелин ускоряет проведение в десятки раз. Импульс прыгает от одного перехвата Ранвье (разрыва миелина) до другого (сальтаторное проведение).
Принцип работы нейрона (Физиология)
Работа нейрона основана на взаимодействии двух процессов: покоя и действия.
- Мембранный потенциал покоя: В состоянии покоя внутри нейрона отрицательный заряд (примерно -70 мВ). Это поддерживается натрий-калиевым насосом (выкачивает 3 иона Na+ наружу, закачивает 2 иона K+ внутрь).
- Потенциал действия (Импульс): Когда через дендриты приходит сильный стимул, открываются натриевые каналы. Ионы Na+ устремляются внутрь, вызывая деполяризацию(заряд становится положительным, +30–40 мВ). Это и есть "импульс", который бежит по аксону.
- Рефрактерность: После импульса нейрон какое-то время не может возбудиться снова (восстанавливает заряд калием). Это обеспечивает однонаправленность сигнала.
2. Синапс (Место контакта)
Синапс — это структура, которая обеспечивает передачу сигнала между двумя нейронами или от нейрона к исполнительному органу (мышца, железа). Хотя существуют электрические синапсы (щелевые контакты), у человека преобладают химические синапсы.
Строение химического синапса
Синапс состоит из трех частей:
- Пресинаптическая мембрана: Это окончание аксона передающего нейрона. Внутри нее находятся синаптические пузырьки (везикулы), наполненные нейромедиаторами (дофамин, серотонин, ацетилхолин, глутамат, ГАМК и др.).
- Синаптическая щель: Микроскопическое пространство (20–50 нм) между двумя клетками, заполненное жидкостью.
- Постсинаптическая мембрана: Это участок принимающего нейрона (дендрита или тела). На ней находятся рецепторы — белковые молекулы, специфичные к конкретному нейромедиатору.
Принцип работы синапса
Передача сигнала здесь идет по принципу «электричество -> химия -> электричество».
- Приход импульса: Потенциал действия достигает пресинаптического окончания.
- Вход кальция: Деполяризация открывает кальциевые каналы. Ионы Ca2+ входят внутрь окончания.
- Экзоцитоз: Кальций инициирует слияние пузырьков с пресинаптической мембраной.
- Выброс медиатора: Нейромедиаторы выбрасываются в синаптическую щель.
- Воздействие: Молекулы медиатора диффундируют и связываются с рецепторами на постсинаптической мембране.
- Генерация сигнала: Рецепторы открывают ионные каналы (натриевые или хлоридные) в принимающем нейроне. Это вызывает либо:
Возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП): Если открываются натриевые каналы, мембрана слегка деполяризуется. Если таких сигналов много и они суммируются, у нейрона возникнет свой импульс.
Тормозный постсинаптический потенциал (ТПСП): Если открываются калиевые или хлоридные каналы, мембрана гиперполяризуется (становится еще более отрицательной), и запустить импульс становится сложнее. - Удаление медиатора: Чтобы нейрон не "залипал" в состоянии возбуждения, медиаторы либо разрушаются ферментами (например, ацетилхолинэстеразой), либо возвращаются обратно в пузырьки (обратный захват).
3. Краткая схема работы (Рефлекторная дуга)
Чтобы понять, как это работает вместе, представьте простейшую схему:
- Стимул: Вы прикоснулись к горячему.
- Рецептор: В коже возбуждаются сенсорные окончания.
- Вход: Сигнал идет по дендритам чувствительного нейрона.
- Проведение: По аксону сигнал (потенциал действия) бежит в спинной мозг.
- Синапс 1: На окончании аксона выделяется медиатор, который возбуждает вставочный нейрон (или напрямую моторный).
- Интеграция: Вставочный нейрон обрабатывает сигнал.
- Синапс 2: Вставочный нейрон через синапс передает сигнал моторному нейрону.
- Выход: Моторный нейрон проводит импульс к мышце.
- Нервно-мышечный синапс: В месте контакта аксона с мышцей выделяется ацетилхолин, который запускает сокращение мышцы. Вы отдернули руку.
Итоговые ключевые отличия
Пластичность мозга (обучение, память) обеспечивается именно изменением эффективности работы синапсов (синаптическая пластичность), а не количеством нейронов.
Биохимия мозга | Дзен
dzen.ru
Подписывайтесь на наш канал! Для тех, кто хочет осознанно управлять своими эмоциями, памятью и поведением, формировать свое мышление, быть здоровым и эффективным в жизни!
Биохимия мозга (или нейрохимия) — это раздел науки, изучающий химические процессы, которые обеспечивают работу центральной нервной системы, формируют наше мышление, эмоции, память и поведение.
Исследования специфических химических процессов и характеристик, происходящих в головном мозге имеют решающее значение для понимания причин и природы психических расстройств и являются основой для разработки новых методов диагностики и лечения.
Мы открыты к сотрудничеству: biohim-brain@yandex.ru