La capacité des cellules à répondre aux stimuli du monde extérieur est le principal critère d'un organisme vivant. Les éléments structurels du tissu nerveux - les neurones des mammifères et des humains - sont capables de transformer des stimuli (lumière, odeur, ondes sonores) en processus d'excitation. Son résultat final est une réaction adéquate du corps en réponse à diverses influences environnementales. Dans cet article, nous étudierons la fonction des neurones du cerveau et des parties périphériques du système nerveux, et considérerons également la classification des neurones en relation avec les particularités de leur fonctionnement dans les organismes vivants.
Formation du tissu nerveux
Avant d'étudier les fonctions d'un neurone, regardons comment se forment les cellules neurocytes. Au stade neurula, le tube neural est déposé dans l'embryon. Il est formé à partir de l'ectodermefeuille avec un épaississement - la plaque neurale. L'extrémité élargie du tube formera plus tard cinq parties sous la forme de bulles cérébrales. Ils forment des parties du cerveau. La partie principale du tube neural en cours de développement embryonnaire forme la moelle épinière, d'où partent 31 paires de nerfs.
Les neurones du cerveau se combinent pour former des noyaux. 12 paires de nerfs crâniens en émergent. Dans le corps humain, le système nerveux se différencie en une partie centrale - le cerveau et la moelle épinière, constituée de cellules neurocytes, et le tissu de soutien - la névroglie. La section périphérique comprend les parties somatiques et végétatives. Leurs terminaisons nerveuses innervent tous les organes et tissus du corps.
Les neurones sont des unités structurelles du système nerveux
Ils ont des tailles, des formes et des propriétés différentes. Les fonctions d'un neurone sont diverses: participation à la formation d'arcs réflexes, perception de l'irritation du milieu extérieur, transmission de l'excitation résultante à d'autres cellules. Un neurone a plusieurs branches. Le long est un axone, les courts se ramifient et s'appellent des dendrites.
Des études cytologiques ont révélé dans le corps d'une cellule nerveuse un noyau avec un ou deux nucléoles, un réticulum endoplasmique bien formé, de nombreuses mitochondries et un puissant appareil de synthèse des protéines. Il est représenté par les ribosomes et les molécules d'ARN et d'ARNm. Ces substances forment une structure spécifique des neurocytes - la substance de Nissl. La particularité des cellules nerveuses - un grand nombre de processus contribue au fait que la fonction principale du neurone est la transmission du nerfimpulsions. Il est fourni à la fois par les dendrites et par l'axone. Les premiers perçoivent les signaux et les transmettent au corps du neurocyte, et l'axone, le seul processus très long, conduit l'excitation vers d'autres cellules nerveuses. Continuant à trouver la réponse à la question: quelle fonction remplissent les neurones, tournons-nous vers la structure d'une substance telle que la névroglie.
Structures du tissu nerveux
Les neurocytes sont entourés d'une substance spéciale qui a des propriétés de soutien et de protection. Il a également une capacité caractéristique à se diviser. Cette connexion s'appelle la névroglie.
Cette structure est étroitement liée aux cellules nerveuses. Étant donné que les fonctions principales d'un neurone sont la génération et la conduction de l'influx nerveux, les cellules gliales sont influencées par le processus d'excitation et modifient leurs caractéristiques électriques. En plus des fonctions trophiques et protectrices, la glie assure des réactions métaboliques dans les neurocytes et contribue à la plasticité du tissu nerveux.
Mécanisme de conduite de l'excitation dans les neurones
Chaque cellule nerveuse forme plusieurs milliers de contacts avec d'autres neurocytes. Les impulsions électriques, qui sont à la base des processus d'excitation, sont transmises du corps du neurone le long de l'axone et entrent en contact avec d'autres éléments structurels du tissu nerveux ou pénètrent directement dans l'organe de travail, par exemple dans le muscle. Pour établir la fonction que remplissent les neurones, il est nécessaire d'étudier le mécanisme de transmission de l'excitation. Elle est réalisée par les axones. Dans les nerfs moteurs, ils sont recouverts d'une gaine de myéline et sont appelés pulpeux. Dans le végétatifsystème nerveux sont des processus non myélinisés. À travers eux, l'excitation devrait pénétrer dans le neurocyte voisin.
Qu'est-ce qu'une synapse
L'endroit où deux cellules se rencontrent s'appelle une synapse. Le transfert d'excitation s'y fait soit à l'aide de substances chimiques - médiateurs, soit en faisant passer des ions d'un neurone à un autre, c'est-à-dire par des impulsions électriques.
En raison de la formation des synapses, les neurones créent une structure maillée de la partie souche du cerveau et de la moelle épinière. Elle s'appelle la formation réticulaire, part de la partie inférieure de la moelle allongée et capture les noyaux du tronc cérébral, ou neurones cérébraux. La structure maillée maintient l'état actif du cortex cérébral et dirige les actes réflexes de la moelle épinière.
Intelligence Artificielle
L'idée de connexions synaptiques entre les neurones du système nerveux central et l'étude des fonctions de l'information réticulaire est actuellement incarnée par la science sous la forme d'un réseau neuronal artificiel. Dans celui-ci, les sorties d'une cellule nerveuse artificielle sont reliées aux entrées d'une autre par des connexions spéciales qui reproduisent de vraies synapses dans leurs fonctions. La fonction d'activation d'un neurone d'un neuro-ordinateur artificiel est la somme de tous les signaux d'entrée entrant dans la cellule nerveuse artificielle, convertie en une fonction non linéaire de la composante linéaire. Elle est aussi appelée fonction d'actionnement (transfert). Lors de la création de l'intelligence artificielle, les plus largement utilisées sont les fonctions d'activation linéaires, semi-linéaires et pas à pas.neurone.
Neurocytes afférents
Ils sont aussi appelés sensibles et ont de courts processus qui pénètrent dans les cellules de la peau et dans tous les organes internes (récepteurs). Percevant l'irritation de l'environnement extérieur, les récepteurs les transforment en processus d'excitation. Selon le type de stimulus, les terminaisons nerveuses sont divisées en: thermorécepteurs, mécanorécepteurs, nocicepteurs. Ainsi, les fonctions d'un neurone sensitif sont la perception des stimuli, leur discrimination, la génération de l'excitation et sa transmission au système nerveux central. Les neurones sensoriels pénètrent dans les cornes dorsales de la moelle épinière. Leurs corps sont situés dans des nœuds (ganglions) situés à l'extérieur du système nerveux central. C'est ainsi que se forment les ganglions des nerfs crâniens et rachidiens. Les neurones afférents ont un grand nombre de dendrites; avec l'axone et le corps, ils sont un composant essentiel de tous les arcs réflexes. Par conséquent, les fonctions d'un neurone sensible consistent à la fois dans le transfert du processus d'excitation au cerveau et à la moelle épinière, et dans la participation à la formation des réflexes.
Caractéristiques de l'interneurone
En continuant à étudier les propriétés des éléments structurels du tissu nerveux, découvrons quelle fonction remplissent les interneurones. Ce type de cellules nerveuses reçoit des impulsions bioélectriques du neurocyte sensoriel et les transmet:
a) autres interneurones;
b) neurocytes moteurs.
La plupart des interneurones ont des axones, dont les sections terminales sont terminales, reliées aux neurocytes d'un centre.
Le neurone intercalaire, dont les fonctions sont l'intégration de l'excitation et sa distribution dans les parties du système nerveux central, est un composant essentiel de la plupart des arcs nerveux réflexes inconditionnés et réflexes conditionnés. Les interneurones excitateurs favorisent la transmission du signal entre les groupes fonctionnels de neurocytes. Les cellules nerveuses intercalaires inhibitrices reçoivent une excitation de leur propre centre par rétroaction. Cela contribue au fait que le neurone intercalaire, dont les fonctions sont la transmission et la conservation à long terme de l'influx nerveux, assure l'activation des nerfs spinaux sensitifs.
Fonction motoneurone
Motoneuron est l'unité structurelle finale de l'arc réflexe. Il a un grand corps enfermé dans les cornes antérieures de la moelle épinière. Les cellules nerveuses qui innervent les muscles squelettiques portent les noms de ces éléments moteurs. D'autres neurocytes efférents pénètrent dans les cellules sécrétrices des glandes et provoquent la libération de substances appropriées: secrets, hormones. Dans les actes réflexes involontaires, c'est-à-dire inconditionnés (déglutition, salivation, défécation), les neurones efférents partent de la moelle épinière ou du tronc cérébral. Pour effectuer des actions et des mouvements complexes, le corps utilise deux types de neurocytes centrifuges: moteur central et moteur périphérique. Le corps du motoneurone central est situé dans le cortex cérébral, près du sillon de Roland.
Les corps des neurocytes moteurs périphériques qui innervent les muscles des membres, du tronc, du cou,situés dans les cornes antérieures de la moelle épinière, et leurs longs processus - axones - sortent des racines antérieures. Ils forment les fibres motrices de 31 paires de nerfs rachidiens. Les neurocytes moteurs périphériques innervant les muscles de la face, du pharynx, du larynx et de la langue sont situés dans les noyaux des nerfs crâniens vague, hypoglosse et glossopharyngien. Par conséquent, la fonction principale du motoneurone est la conduction sans entrave de l'excitation vers les muscles, les cellules sécrétrices et les autres organes actifs.
Métabolisme dans les neurocytes
Les principales fonctions d'un neurone - la formation d'un potentiel d'action bioélectrique et sa transmission à d'autres cellules nerveuses, muscles, cellules sécrétrices - sont dues aux caractéristiques structurelles du neurocyte, ainsi qu'à des réactions métaboliques spécifiques. Des études cytologiques ont montré que les neurones contiennent un grand nombre de mitochondries qui synthétisent les molécules d'ATP, un réticulum granulaire développé avec de nombreuses particules ribosomiques. Ils synthétisent activement les protéines cellulaires. La membrane de la cellule nerveuse et ses processus - l'axone et les dendrites - remplissent la fonction de transport sélectif des molécules et des ions. Les réactions métaboliques dans les neurocytes se déroulent avec la participation de diverses enzymes et se caractérisent par une intensité élevée.
Transmission d'excitation dans les synapses
Considérant le mécanisme de conduite de l'excitation dans les neurones, nous nous sommes familiarisés avec les synapses - des formations qui se produisent au point de contact de deux neurocytes. L'excitation dans la première cellule nerveuse provoque la formation de molécules de substances chimiques - médiateurs - dans les collatéraux de son axone. Ceux-ci inclusacides aminés, acétylcholine, norépinéphrine. Libéré des vésicules des terminaisons synoptiques dans la fente synoptique, il peut affecter à la fois sa propre membrane postsynaptique et affecter les coquilles des neurones voisins.
Les molécules de neurotransmetteur servent d'irritant pour une autre cellule nerveuse, provoquant des changements de charges dans sa membrane - un potentiel d'action. Ainsi, l'excitation se propage rapidement le long des fibres nerveuses et atteint les parties du système nerveux central ou pénètre dans les muscles et les glandes, provoquant leur action adéquate.
Plasticité des neurones
Les scientifiques ont découvert que dans le processus d'embryogenèse, à savoir au stade de la neurulation, un très grand nombre de neurones primaires se développent à partir de l'ectoderme. Environ 65% d'entre eux meurent avant la naissance d'une personne. Au cours de l'ontogenèse, certaines cellules cérébrales continuent d'être éliminées. Il s'agit d'un processus naturel programmé. Les neurocytes, contrairement aux cellules épithéliales ou conjonctives, sont incapables de se diviser et de se régénérer, puisque les gènes responsables de ces processus sont inactivés dans les chromosomes humains. Néanmoins, les performances cérébrales et mentales peuvent être maintenues pendant de nombreuses années sans déclin significatif. Cela s'explique par le fait que les fonctions du neurone, perdues au cours de l'ontogenèse, sont reprises par d'autres cellules nerveuses. Ils doivent augmenter leur métabolisme et créer de nouvelles connexions nerveuses supplémentaires qui compensent les fonctions perdues. Ce phénomène s'appelle la plasticité des neurocytes.
Quoireflété dans les neurones
À la fin du XXe siècle, un groupe de neurophysiologistes italiens a établi un fait intéressant: une réflexion miroir de la conscience est possible dans les cellules nerveuses. Cela signifie qu'un fantôme de la conscience des personnes avec lesquelles nous communiquons est en train de se former dans le cortex cérébral. Les neurones inclus dans le système miroir agissent comme des résonateurs pour l'activité mentale des personnes environnantes. Par conséquent, une personne est capable de prédire les intentions de l'interlocuteur. La structure de ces neurocytes fournit également un phénomène psychologique spécial appelé empathie. Il se caractérise par la capacité de pénétrer le monde des émotions d'une autre personne et de s'identifier à ses sentiments.
