Neuronai, arba nervinės ląstelės, yra specializuotos nervų sistemos ląstelės, kurios priima, apdoroja ir perduoda informaciją elektriniais bei cheminiais signalais. Jie sudaro smegenų, nugaros smegenų ir periferinių nervų funkcinį pagrindą, todėl be neuronų nebūtų jutimo, judėjimo, atminties, kalbos ar sąmoningo sprendimų priėmimo.
Kodėl neuronai laikomi nervų sistemos informacijos vienetais?
Neuronas veikia kaip biologinis informacijos perdavimo mazgas. Jis gauna signalus iš kitų ląstelių, juos įvertina ir, jei signalas pakankamai stiprus, perduoda impulsą toliau. Šis procesas leidžia nervų sistemai reaguoti į aplinką per milisekundes.
Pagrindinis elektrinis neurono signalas vadinamas veikimo potencialu. Jis atsiranda tada, kai neurono membranos įtampa pasiekia slenkstį. Supaprastintai membranos potencialas aprašomas formule: Vm = Vviduje − Višorėje. Ramybės būsenoje daugumos neuronų membranos potencialas yra apie −70 mV, tačiau jis gali keistis priklausomai nuo neurono tipo ir būklės.
Iš kokių dalių sudarytas neuronas?
Neuronas nėra paprasta apvali ląstelė. Jo forma pritaikyta signalams surinkti, apdoroti ir perduoti didesniu atstumu. Dėl šios priežasties neuronai turi aiškiai atpažįstamas struktūrines dalis.
| Neurono dalis | Pagrindinė funkcija | Ką tai reiškia praktiškai |
|---|---|---|
| Dendritai | Priima signalus iš kitų neuronų | Veikia kaip įėjimo kanalai informacijai |
| Kūnas, arba soma | Turi branduolį ir palaiko ląstelės gyvybines funkcijas | Čia integruojami gauti signalai |
| Aksonas | Perduoda impulsą nuo ląstelės kūno | Leidžia informacijai keliauti iki kitos ląstelės |
| Mielino dangalas | Izoliuoja aksoną ir spartina impulsų sklidimą | Signalas juda šuoliais tarp Ranvjė sąsmaukų |
| Sinapsė | Perduoda signalą kitai ląstelei | Čia elektrinis signalas dažnai virsta cheminiu |
Kaip neuronai perduoda signalus?
Neuronų signalų perdavimas vyksta dviem susijusiais etapais. Pirmiausia elektrinis impulsas keliauja aksonu. Tada sinapsėje jis sukelia neuromediatorių išsiskyrimą, o šios cheminės medžiagos paveikia kitą neuroną, raumenį arba liaukos ląstelę.
Dažniausiai minimi neuromediatoriai yra acetilcholinas, dopaminas, serotoninas, glutamatas ir gama aminosviesto rūgštis, trumpinama GABA. Jų poveikis skiriasi: vieni didina kitos ląstelės aktyvumą, kiti jį slopina. Todėl nervų sistema nėra vien „įjungta“ arba „išjungta“; ji nuolat derina sužadinimą ir slopinimą.
- Elektrinis signalas juda neurono membrana dėl jonų, ypač natrio ir kalio, judėjimo.
- Cheminis signalas perduodamas per sinapsinį plyšį neuromediatoriais.
- Receptoriai ant kitos ląstelės membranos atpažįsta neuromediatorių.
- Atsakas gali būti sužadinantis, slopinantis arba moduliuojantis.
Kokie neuronų tipai atlieka skirtingas užduotis?
Neuronai skirstomi pagal funkciją ir formą. Funkcinis skirstymas padeda suprasti, kaip nervų sistema sujungia kūno jutimus, judesius ir vidinius reguliavimo procesus. Vienas neuronas retai veikia atskirai; dažniausiai jis yra grandinės dalis.
Sensoriniai neuronai
Sensoriniai neuronai perduoda informaciją iš receptorių į centrinę nervų sistemą. Jie dalyvauja regoje, klausoje, lytėjime, skausmo jutime, temperatūros atpažinime ir kūno padėties suvokime.
Motoriniai neuronai
Motoriniai neuronai siunčia signalus iš centrinės nervų sistemos į raumenis. Dėl jų galima judinti galūnes, kalbėti, ryti ir išlaikyti laikyseną. Kai šie neuronai pažeidžiami, gali silpti raumenys arba sutrikti judesiai.
Interneuronai
Interneuronai jungia kitus neuronus tarpusavyje. Jie ypač gausūs smegenyse ir nugaros smegenyse, kur dalyvauja refleksuose, mokymesi, sprendimų priėmime ir signalų filtravime.
Kodėl sinapsės lemia mokymąsi ir atmintį?
Mokymasis susijęs ne su vieno neurono „įrašymu“, o su ryšių tarp neuronų kitimu. Kai tam tikros neuronų grandinės aktyvuojamos pakartotinai, sinapsių stiprumas gali didėti arba mažėti. Šis reiškinys vadinamas sinapsiniu plastiškumu.
Vienas gerai ištirtų mechanizmų yra ilgalaikė potenciacija. Ji reiškia ilgiau išliekantį sinapsinio perdavimo sustiprėjimą po pakartotinio aktyvumo. Tokie procesai siejami su atminties formavimusi hipokampe ir kitose smegenų srityse, nors žmogaus atmintis nėra lokalizuota vienoje vietoje.
Kuo neuronai skiriasi nuo kitų nervų sistemos ląstelių?
Nervų sistema sudaryta ne tik iš neuronų. Joje taip pat yra glijos ląstelės: astrocitai, oligodendrocitai, Švano ląstelės, mikroglija ir kitos. Jos palaiko neuronų aplinką, formuoja mieliną, dalyvauja imuninėse reakcijose ir padeda reguliuoti cheminę pusiausvyrą.
Skirtumas tas, kad neuronai specializuojasi informacijos perdavime, o glijos ląstelės daugiausia palaiko, saugo ir reguliuoja šį darbą. Vis dėlto šis skirstymas nėra absoliutus: šiuolaikinė neurobiologija rodo, kad glija taip pat veikia sinapses ir nervinių tinklų aktyvumą.
Kodėl neuronų pažeidimai turi didelį poveikį organizmui?
Neuronų funkcija glaudžiai susieta su konkrečiomis nervų sistemos grandinėmis. Todėl pažeidimas vienoje vietoje gali sukelti labai skirtingus padarinius: nuo jutimo sutrikimų iki paralyžiaus, atminties praradimo ar kalbos problemų. Pasekmės priklauso nuo pažeistų neuronų tipo, vietos ir pažeidimo masto.
Kai kurie periferinės nervų sistemos neuronų aksonai gali ataugti, jei išlieka tinkamos sąlygos. Tačiau centrinėje nervų sistemoje, ypač smegenyse ir nugaros smegenyse, regeneracija ribota. Dėl šios priežasties insultas, nugaros smegenų trauma ar neurodegeneracinės ligos gali palikti ilgalaikių padarinių.
Šaltinis: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10869/
Šaltinis: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11117/
Šaltinis: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27911/
