Neuronas en el cuerpo humano. La estructura y función de las neuronas en el cerebro. La estructura de la célula nerviosa.

Dios mío, recupérate

A lo largo de sus 100 años de historia, la neurociencia se ha adherido al dogma de que el cerebro adulto no está sujeto a cambios. Se creía que una persona puede perder células nerviosas, pero no adquirir otras nuevas. De hecho, si el cerebro fuera capaz de cambios estructurales, ¿cómo se preservaría?

La piel, el hígado, el corazón, los riñones, los pulmones y la sangre pueden producir nuevas células para reemplazar las dañadas. Hasta hace poco, los expertos creían que esta capacidad de regeneración no se extendía al sistema nervioso central, formado por el cerebro y.

Los neurocientíficos han estado buscando formas de mejorar la salud del cerebro durante décadas. La estrategia de tratamiento se basó en reponer la falta de neurotransmisores, sustancias químicas que transmiten mensajes a las células nerviosas (neuronas). En la enfermedad de Parkinson, por ejemplo, el cerebro del paciente pierde la capacidad de producir el neurotransmisor dopamina porque las células que lo producen mueren. El químico "pariente" de la dopamina, L-Dopa, puede aliviar temporalmente la condición del paciente, pero no curarlo. Para reemplazar las neuronas que mueren en enfermedades neurológicas como la enfermedad de Huntington y la enfermedad de Parkinson y las lesiones, los neurocientíficos están tratando de implantar células madre derivadas de embriones. Recientemente, los investigadores se han interesado en las neuronas derivadas de células madre embrionarias humanas que, bajo ciertas condiciones, pueden convertirse en cualquier tipo de célula humana en placas de Petri.

Si bien las células madre tienen muchos beneficios, obviamente se debe fomentar la capacidad del sistema nervioso adulto para repararse a sí mismo. Para ello, es necesario introducir sustancias que estimulen al cerebro a formar sus propias células y restaurar los circuitos nerviosos dañados.

Células nerviosas del recién nacido

En la década de 1960 - 70. los investigadores concluyeron que el sistema nervioso central de los mamíferos es capaz de regenerarse. Los primeros experimentos mostraron que las ramas principales de las neuronas y los axones del cerebro adulto pueden recuperarse después del daño. Pronto, se descubrió el nacimiento de nuevas neuronas en los cerebros de pájaros adultos, monos y humanos; neurogénesis.

Surge la pregunta: si el sistema nervioso central puede formar nuevos, ¿es capaz de recuperarse en caso de enfermedad o lesión? Para responderla, es necesario entender cómo ocurre la neurogénesis en el cerebro adulto y cómo es posible.

El nacimiento de nuevas células ocurre gradualmente. Las llamadas células madre multipotentes en el cerebro comienzan a dividirse periódicamente, dando lugar a otras células madre que pueden convertirse en neuronas o células de apoyo, llamadas. Pero para la maduración, las células recién nacidas deben evitar la influencia de las células madre multipotentes, que solo la mitad de ellas tienen éxito, el resto muere. Este despilfarro recuerda el proceso que ocurre en el cuerpo antes del nacimiento y en la primera infancia, cuando se producen más células nerviosas de las que se necesitan para formar un cerebro. Solo sobreviven aquellos que forman vínculos activos con otros.

El hecho de que la célula joven sobreviviente se convierta en una neurona o en una célula glial depende de en qué parte del cerebro termine y qué procesos tendrán lugar durante este período. Una nueva neurona tarda más de un mes en funcionar por completo. enviar y recibir información. De este modo. La neurogénesis no es un evento de una sola vez. un proceso. que está regulado por sustancias. llamados factores de crecimiento. Por ejemplo, un factor llamado "erizo sónico" (erizo Sonic), descubierto por primera vez en insectos, regula la capacidad de proliferación de las neuronas inmaduras. Factor muesca y clase de moléculas. llamadas proteínas morfogenéticas óseas parecen determinar si una nueva célula se vuelve glial o neural. Tan pronto como suceda. otros factores de crecimiento. como el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF). neurotrofinas y factor de crecimiento similar a la insulina (IGF) comienzan a apoyar la actividad vital de la célula, estimulando su maduración.

Escena

Las nuevas neuronas no surgen por casualidad en el cerebro adulto de los mamíferos. aparentemente. se forman solo en vacíos llenos de líquido en los ventrículos, así como en el hipocampo, una estructura oculta en lo profundo del cerebro. con forma de caballito de mar. Los neurocientíficos han demostrado que las células que están destinadas a convertirse en neuronas. pasar de los ventrículos a los bulbos olfatorios. que reciben información de células situadas en la mucosa nasal ya las que son sensibles, nadie sabe exactamente por qué el bulbo olfativo necesita tantas neuronas nuevas. Es más fácil adivinar por qué el hipocampo los necesita: dado que esta estructura es importante para recordar nueva información, probablemente neuronas adicionales. contribuyen al fortalecimiento de las conexiones entre las células nerviosas, aumentando la capacidad del cerebro para procesar y almacenar información.

Los procesos de neurogénesis también se encuentran fuera del hipocampo y el bulbo olfatorio, por ejemplo, en la corteza prefrontal, sede de la inteligencia y la lógica. así como en otras áreas del cerebro adulto y la médula espinal. Recientemente, han aparecido más y más detalles sobre los mecanismos moleculares que controlan la neurogénesis y sobre los estímulos químicos que la regulan. y tenemos derecho a la esperanza. que con el tiempo será posible estimular artificialmente la neurogénesis en cualquier parte del cerebro. Sabiendo cómo los factores de crecimiento y el microambiente local impulsan la neurogénesis, los investigadores esperan desarrollar terapias que puedan reparar cerebros enfermos o dañados.

Al estimular la neurogénesis, es posible mejorar la condición del paciente en algunas enfermedades neurológicas. Por ejemplo. la razón es el bloqueo de los vasos del cerebro, como resultado de lo cual las neuronas mueren debido a la falta de oxígeno. Después de un accidente cerebrovascular, la neurogénesis comienza a desarrollarse en el hipocampo, buscando “curar” el tejido cerebral dañado con la ayuda de nuevas neuronas. La mayoría de las células recién nacidas mueren, pero algunas migran con éxito al área dañada y se convierten en neuronas de pleno derecho. A pesar de que esto no es suficiente para compensar el daño en un accidente cerebrovascular grave. La neurogénesis puede ayudar al cerebro después de los microgolpes, que muchas veces pasan desapercibidos. Ahora los neurocientíficos están tratando de usar el factor de crecimiento vasculo-epidérmico (VEGF) y factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) para mejorar la recuperación natural.

Ambas sustancias son moléculas grandes que apenas atraviesan la barrera hematoencefálica, es decir, una red de células estrechamente entrelazadas que recubren los vasos sanguíneos del cerebro. En 1999, una empresa de biotecnología Laboratorios Wyeth-Ayerst y Scios de California ha suspendido los ensayos clínicos de FGF utilizado para. porque sus moléculas no entraron en el cerebro. Algunos investigadores han tratado de resolver este problema conectando la molécula FGF con el otro, que engañó a la célula y la obligó a capturar todo el complejo de moléculas y transferirlo al tejido cerebral. Otros métodos científicos Ingeniería genética creó células que producen FGF. y trasplantado al cerebro. Hasta ahora, tales experimentos se han llevado a cabo solo en animales.

La estimulación de la neurogénesis puede ser eficaz en el tratamiento de la depresión. cuya principal causa (además de la predisposición genética) se considera crónica. limitante, como usted sabe. el número de neuronas en el hipocampo. Muchos de los medicamentos fabricados se muestra en la depresión. incluido el prozac. mejorar la neurogénesis en animales. Curiosamente, se necesita un mes para aliviar un síndrome depresivo con la ayuda de este medicamento, la misma cantidad. cuánto y para la aplicación de la neurogénesis. Quizás. la depresión es causada en parte por una desaceleración de este proceso en el hipocampo. Más reciente investigaciones clinicas usando métodos de visualización sistema nervioso confirmado. que en pacientes con depresión crónica, el hipocampo es más pequeño que en personas sanas. Uso a largo plazo de antidepresivos. parece. espuelas neurogénesis: en roedores. quienes recibieron estos medicamentos durante varios meses. Nuevas neuronas nacieron en el hipocampo.

Las células madre neuronales dan lugar a nuevas células cerebrales. Se dividen periódicamente en dos áreas principales: en los ventrículos (violeta), que están llenos de líquido cefalorraquídeo, que nutre el sistema nervioso central, y en el hipocampo (azul), una estructura esencial para el aprendizaje y la memoria. Con proliferación de células madre (en el fondo) se forman nuevas células madre y células progenitoras, que pueden convertirse en neuronas o células de apoyo llamadas células gliales (astrocitos y dendrocitos). Sin embargo, la diferenciación de las células nerviosas recién nacidas solo puede ocurrir después de que se hayan alejado de sus ancestros. (flechas rojas), que, en promedio, solo la mitad de ellos lo logra, y el resto perece. En el cerebro adulto se han encontrado nuevas neuronas en el hipocampo y los bulbos olfativos, que son esenciales para oler. Los científicos esperan obligar al cerebro adulto a repararse haciendo que las células madre o progenitoras neuronales se dividan y desarrollen donde y cuando sea necesario.

Las células madre como método de tratamiento

Los investigadores consideran que dos tipos de células madre son una herramienta potencial para reparar cerebros dañados. En primer lugar, las células madre neuronales adultas: células primarias raras conservadas desde las primeras etapas del desarrollo embrionario, que se encuentran en al menos dos áreas del cerebro. Pueden dividirse a lo largo de la vida, dando lugar a nuevas neuronas y células de apoyo llamadas glía. El segundo tipo incluye células madre embrionarias humanas, aisladas de embriones en una etapa muy temprana de desarrollo, cuando el embrión completo consta de unas cien células. Estas células madre embrionarias pueden dar lugar a cualquier célula del cuerpo.

La mayoría de los estudios monitorean el crecimiento de células madre neuronales en placas de cultivo. Pueden dividirse allí, etiquetarse genéticamente y luego volver a trasplantarse al sistema nervioso adulto. En experimentos que hasta ahora se han llevado a cabo solo en animales, las células arraigan bien y pueden diferenciarse en neuronas maduras en dos áreas del cerebro donde ocurre normalmente la formación de nuevas neuronas: en el hipocampo y en los bulbos olfativos. Sin embargo, en otras áreas, las células madre neurales extraídas del cerebro adulto tardan en convertirse en neuronas, aunque pueden convertirse en glía.

El problema con las células madre neurales adultas es que aún son inmaduras. Si el cerebro adulto al que se trasplantan no genera las señales necesarias para estimular su desarrollo en un tipo particular de neurona, como una neurona del hipocampo, morirán, se convertirán en células gliales o permanecerán como células madre indiferenciadas. Para resolver este problema, es necesario determinar qué señales bioquímicas hacen que una célula madre neuronal se convierta en una neurona de este tipo, y luego dirigir el desarrollo de la célula por este camino directamente en la placa de cultivo. Se espera que después del trasplante en una región determinada del cerebro, estas células sigan siendo neuronas del mismo tipo, formen conexiones y comiencen a funcionar.

Hacer conexiones importantes

Dado que transcurre alrededor de un mes desde el momento de la división de una célula madre neuronal hasta que su descendiente se incluye en los circuitos funcionales del cerebro, el papel de estas nuevas neuronas probablemente no esté determinado tanto por el linaje de la célula, sino por cómo Las células nuevas y existentes se conectan entre sí (formando sinapsis) y con las neuronas existentes, formando circuitos nerviosos. En el proceso de sinaptogénesis, las denominadas espinas de los procesos laterales, o dendritas, de una neurona se conectan a la rama principal, o axón, de otra neurona.

Estudios recientes muestran que las espinas dendríticas (en el fondo) pueden cambiar de forma en unos pocos minutos. Esto sugiere que la sinaptogénesis puede ser la base del aprendizaje y la memoria. Micrografías de un solo color del cerebro de un ratón vivo (rojo, amarillo, verde y azul) fueron tomadas con un día de diferencia. La imagen multicolor (extremo derecho) son las mismas fotos superpuestas una encima de la otra. Las áreas inalteradas aparecen casi blancas.

Ayuda al cerebro

Otra enfermedad que provoca neurogénesis es la enfermedad de Alzheimer. Como lo demuestran estudios recientes, en los órganos del ratón. en los que se introdujeron los genes de una persona afectada por la enfermedad de Alzheimer. Se encontraron varias desviaciones de la neurogénesis de la norma. Como resultado de esta intervención, el animal sobreproduce una forma mutante del precursor del péptido amiloide humano y el nivel de neuronas en el hipocampo cae. Y el hipocampo de ratones con un gen humano mutante. que codifica la proteína presenilina. tenía un pequeño número de células en división y. respectivamente. menos neuronas supervivientes. Introducción FGF directamente en el cerebro de los animales debilitó la tendencia; Como consecuencia. Los factores de crecimiento pueden ser un buen tratamiento para esta devastadora enfermedad.

La siguiente etapa de investigación son los factores de crecimiento que controlan varias etapas de la neurogénesis (es decir, el nacimiento de nuevas células, la migración y maduración de células jóvenes), así como los factores que inhiben cada etapa. Para el tratamiento de enfermedades como la depresión, en las que disminuye el número de células en división, es necesario encontrar sustancias farmacológicas u otros métodos de influencia. potenciando la proliferación celular. Con epilepsia, al parecer. nacen nuevas células. pero luego migran en la dirección equivocada y necesitan ser entendidos. cómo dirigir las neuronas "equivocadas" en la dirección correcta. En el glioma cerebral maligno, las células gliales proliferan y forman tumores mortales en crecimiento. Aunque las causas del glioma aún no están claras. algunos creen. que resulta del crecimiento descontrolado de células madre cerebrales. El glioma se puede tratar con compuestos naturales. regulando la división de dichas células madre.

Para el tratamiento de un accidente cerebrovascular, es importante averiguarlo. qué factores de crecimiento aseguran la supervivencia de las neuronas y estimulan la transformación de células inmaduras en neuronas sanas. Con tales enfermedades. como la enfermedad de Huntington. esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y enfermedad de Parkinson (cuando mueren tipos de células muy específicos, lo que conduce al desarrollo de síntomas cognitivos o motores específicos). este proceso ocurre con mayor frecuencia, ya que las células. con los que se asocian estas enfermedades se localizan en áreas limitadas.

Surge la pregunta: ¿cómo controlar el proceso de neurogénesis bajo este o aquel tipo de influencia para controlar la cantidad de neuronas, ya que su exceso también es peligroso? Por ejemplo, en algunas formas de epilepsia, las células madre neurales continúan dividiéndose incluso después de que las nuevas neuronas hayan perdido la capacidad de establecer conexiones útiles. Los neurocientíficos sugieren que las células "equivocadas" permanecen inmaduras y terminan en el lugar equivocado. formando el llamado. displasia cortical oficial (DCF), generando descargas epileptiformes y provocando crisis epilépticas. Es posible que la introducción de factores de crecimiento en el accidente cerebrovascular. La enfermedad de Parkinson y otras enfermedades pueden hacer que las células madre neurales se dividan demasiado rápido y provoquen síntomas similares. Por lo tanto, los investigadores primero deben explorar la aplicación de factores de crecimiento para inducir el nacimiento, la migración y la maduración de las neuronas.

Al tratar lesiones médula espinal, ALS o células madre deben ser forzadas a producir oligodendrocitos, un tipo de célula glial. Son necesarios para la comunicación de las neuronas entre sí. porque aíslan largos axones que pasan de una neurona a otra. evitando la dispersión de la señal eléctrica que pasa a través del axón. Se sabe que las células madre de la médula espinal tienen la capacidad de producir oligodendrocitos de vez en cuando. Los investigadores han utilizado factores de crecimiento para estimular este proceso en animales con lesión de la médula espinal y han obtenido resultados positivos.

Cargando por el cerebro

Una de las características importantes de la neurogénesis en el hipocampo es que un individuo puede influir en la tasa de división celular, el número de neuronas jóvenes supervivientes y su capacidad para integrarse en la red nerviosa. Por ejemplo. cuando los ratones adultos son trasladados de jaulas ordinarias y estrechas a otras más cómodas y espaciosas. tienen un aumento significativo en la neurogénesis. Los investigadores encontraron que ejercitar a los ratones en una rueda para correr fue suficiente para duplicar el número de células en división en el hipocampo, lo que llevó a un aumento dramático en el número de nuevas neuronas. Curiosamente, regular puede aliviar la depresión en las personas. Quizás. esto se debe a la activación de la neurogénesis.

Si los científicos aprenden a controlar la neurogénesis, nuestra comprensión de las enfermedades y lesiones cerebrales cambiará drásticamente. Para el tratamiento, será posible utilizar sustancias que estimulen selectivamente ciertas etapas de la neurogénesis. El efecto farmacológico se combinará con la fisioterapia, que potencia la neurogénesis y estimula determinadas zonas del cerebro para integrar en ellas nuevas células. Tener en cuenta la relación entre la neurogénesis y el estrés mental y físico reducirá el riesgo de enfermedades neurológicas y mejorará los procesos reparativos naturales en el cerebro.

Al estimular el crecimiento de las neuronas en el cerebro, las personas sanas podrán mejorar la condición de su cuerpo. Sin embargo, es poco probable que les gusten las inyecciones de factores de crecimiento que difícilmente penetran la barrera hematoencefálica después de la inyección en el torrente sanguíneo. Por lo tanto, los expertos están buscando drogas. que podría ser producido en forma de tabletas. Tal medicamento estimulará el trabajo de los genes que codifican factores de crecimiento directamente en el cerebro humano.

También es posible mejorar la actividad cerebral mediante la terapia génica y el trasplante de células: células cultivadas artificialmente que producen factores de crecimiento específicos. puede ser implantado en ciertas áreas del cerebro humano. También se propone introducir en el cuerpo humano genes que codifiquen la producción varios factores crecimiento y virus. capaz de entregar estos genes a las células cerebrales deseadas.

Aún no está claro. cuál de los métodos será el más prometedor. Los estudios en animales muestran. que el uso de factores de crecimiento puede alterar el funcionamiento normal del cerebro. Los procesos de crecimiento pueden provocar la formación de tumores, y las células trasplantadas pueden salirse de control y provocar el desarrollo de cáncer. Tal riesgo solo puede justificarse en formas graves de la enfermedad de Huntington. Alzheimer o Parkinson.

La mejor manera de estimular la actividad cerebral es una intensa actividad intelectual combinada con un estilo de vida saludable: estrés del ejercicio. buena comida y buen descanso. También se confirma experimentalmente. que las conexiones en el cerebro están influenciadas por el medio ambiente. Quizás. algún día, en los hogares y las oficinas, las personas crearán y mantendrán un entorno especialmente enriquecido para mejorar la función cerebral.

Si es posible comprender los mecanismos de autocuración del sistema nervioso, en un futuro cercano, los investigadores dominarán los métodos. permitiéndole utilizar sus propios recursos cerebrales para su restauración y mejora.

fred gage

(En el mundo de las arañas, nº 12, 2003)

La célula es el núcleo de un organismo biológico. El sistema nervioso humano consta de células del cerebro y la médula espinal (neuronas). Tienen una estructura muy diversa, tienen una gran cantidad de funciones diferentes destinadas a la existencia del cuerpo humano como especie biológica.

En cada neurona, ocurren simultáneamente miles de reacciones destinadas a mantener el metabolismo de la célula nerviosa y llevar a cabo sus funciones principales: procesar y analizar una gran cantidad de información entrante, así como generar y enviar comandos a otras neuronas, músculos, varios órganos y tejidos del cuerpo. El trabajo bien coordinado de combinaciones de neuronas en la corteza cerebral forma la base del pensamiento y la conciencia.

Funciones de la membrana celular

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Neurona: estructura y funciones

La neurona es el principal elemento estructural del sistema nervioso, que evolucionó a partir de células neurorreflectoras. La función de las células nerviosas es responder a los estímulos mediante la contracción. Estas son células que pueden transmitir información utilizando un impulso eléctrico, medios químicos y mecánicos.

Para realizar funciones, las neuronas son motoras, sensoriales e intermedias. Las células nerviosas sensoriales transmiten información desde los receptores al cerebro, las células motoras, a los tejidos musculares. Las neuronas intermedias son capaces de realizar ambas funciones.

Anatómicamente, las neuronas constan de un cuerpo y dos...

La posibilidad de un tratamiento exitoso de niños con trastornos del desarrollo psiconeurológico se basa en las siguientes propiedades del cuerpo del niño y su sistema nervioso:

1. Capacidades regenerativas de la propia neurona, sus procesos y redes neuronales que forman parte de sistemas funcionales. El lento transporte del citoesqueleto a lo largo de los procesos de la célula nerviosa a una velocidad de 2 mm/día también determina la regeneración de procesos neuronales dañados o subdesarrollados a la misma velocidad. La muerte de algunas neuronas y su deficiencia en la red neuronal se compensa más o menos por el inicio de la ramificación axodendrítica de las células nerviosas restantes con la formación de nuevas conexiones interneuronales adicionales.

2. Compensación por daño a las neuronas y redes neuronales en el cerebro al conectar grupos neuronales vecinos para realizar una función perdida o subdesarrollada. Neuronas sanas, sus axones y dendritas, tanto en activo como en reserva, en la lucha por el territorio funcional...

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La piel, el hígado, el corazón, los riñones, los pulmones y la sangre pueden producir nuevas células para reemplazar las dañadas. Hasta hace poco, los expertos creían que esta capacidad de regeneración no se extendía al sistema nervioso central, que consta del cerebro y la médula espinal.

Sin embargo, en los últimos cinco años, los neurocientíficos han descubierto que el cerebro cambia a lo largo de la vida: se forman nuevas células para hacer frente a las dificultades que se presentan. Esta plasticidad ayuda al cerebro a recuperarse de una lesión o enfermedad, aumentando su potencial.

Los neurocientíficos han estado buscando formas de mejorar...

Las neuronas cerebrales se forman durante el desarrollo prenatal. Esto sucede debido al crecimiento de cierto tipo de células, sus movimientos y luego la diferenciación, durante la cual cambian su forma, tamaño y función. La mayoría de las neuronas mueren durante el desarrollo fetal, muchas continúan haciéndolo después del nacimiento y durante toda la vida de una persona, que se incorpora genéticamente. Pero junto con este fenómeno, sucede otra cosa: la restauración de las neuronas en algunas regiones del cerebro.

El proceso por el cual se produce la formación de una célula nerviosa (tanto en el período prenatal como en vida) se denomina "neurogénesis".

La conocida afirmación de que las células nerviosas no se regeneran fue realizada en 1928 por Santiago Ramon-i-Halem, un neurohistólogo español. Esta disposición duró hasta finales del siglo pasado, hasta que apareció un artículo científico de E. Gould y C. Cross, en el que se daban hechos que demostraban la producción de nuevos...

Las neuronas del cerebro se dividen según la clasificación en células con un determinado tipo de función. Pero quizás después de una investigación del Instituto Duke, dirigida por un profesor adjunto Biología Celular, pediatría y neurociencia Chai Kuo contará con una nueva unidad estructural (Chay Kuo).

Describió las células cerebrales que son capaces de transmitir información de forma independiente e iniciar la transformación. El mecanismo de su acción está en la influencia de uno de los tipos de neuronas en la zona subventricular (también llamada subependimaria) en la célula madre neural. Comienza a transformarse en una neurona. El descubrimiento es interesante porque demuestra que la restauración de las neuronas cerebrales se está convirtiendo en una realidad para la medicina.

Teoría Chai Kuo

El investigador señala que la posibilidad del desarrollo de las neuronas se discutió incluso antes que él, pero por primera vez encontró y describe qué y cómo incluye el mecanismo de acción. Las células neuronales que están en la zona subventricular (SVZ) las describe primero. En la zona del cerebro...

La restauración de los órganos y funciones del cuerpo preocupa a las personas en los siguientes casos: después de una ingesta única pero excesiva bebidas alcohólicas(una fiesta en alguna ocasión solemne) y durante la rehabilitación después de la adicción al alcohol, es decir, como resultado del uso sistemático y prolongado de alcohol.

En el proceso de algún tipo de fiesta abundante (cumpleaños, boda, Año Nuevo, fiesta, etc.), una persona consume una gran cantidad de alcohol durante un período mínimo de tiempo. Está claro que el cuerpo no siente nada bueno en esos momentos. El mayor daño de tales vacaciones lo reciben aquellas personas que generalmente se abstienen de beber alcohol o lo toman con poca frecuencia y en pequeñas dosis. A estas personas les cuesta mucho recuperar el cerebro después del alcohol por la mañana.

Debe saber que solo el 5% del alcohol se excreta del cuerpo con el aire exhalado, a través del sudor y la orina. El 95% restante se oxida en el interior...

Medicamentos para la recuperación de la memoria.

Los aminoácidos ayudan a mejorar la formación de GABA en el cerebro: glicina, triptófano, lisina (preparaciones "glicina", "aviton ginkgovite"). Es recomendable su uso con agentes para mejorar el riego sanguíneo cerebral (Cavinton, Trental, Vintocetin) y aumentar el metabolismo energético de las neuronas (Coenzima Q10). Ginkgo se utiliza para estimular las neuronas en muchos países del mundo.

El ejercicio diario, la normalización de la nutrición y la rutina diaria ayudarán a mejorar la memoria. Puedes entrenar tu memoria: todos los días necesitas aprender pequeños poemas, idiomas extranjeros. No sobrecargues tu cerebro. Para mejorar la nutrición celular, se recomienda tomar medicamentos especiales diseñados para mejorar la memoria.

Medicamentos efectivos para normalizar y mejorar la memoria.

Diprenilo. Medicamento que neutraliza la acción de las neurotoxinas que ingresan al cuerpo con los alimentos. Protege las células cerebrales del estrés, apoya...

Hasta la década de 1990, los neurólogos estaban firmemente convencidos de que la regeneración cerebral era imposible. En la comunidad científica se formuló una idea falsa sobre los tejidos "estacionarios", que incluía principalmente el tejido del sistema nervioso central, donde supuestamente no hay células madre. Se creía que las células nerviosas en división se pueden observar solo en algunas estructuras cerebrales del feto, y en los niños solo en los dos primeros años de vida. Entonces se asumió que el crecimiento celular se detiene y comienza la etapa de formación de contactos intercelulares en redes neuronales. Durante este período, cada neurona forma cientos y tal vez miles de sinapsis con las células vecinas. En promedio, se cree que alrededor de 100 mil millones de neuronas funcionan en las redes neuronales del cerebro adulto. La afirmación de que el cerebro adulto no se regenera se ha convertido en un mito axiomático. Los científicos que expresaron una opinión diferente fueron acusados ​​​​de incompetencia y, en nuestro país, sucedió que perdieron sus trabajos. La naturaleza se encuentra en...

¿Los accidentes cerebrovasculares ya no dan miedo? Desarrollos modernos...

¡Todas las enfermedades son de los nervios! Este sabiduria popular hasta los niños lo saben. Sin embargo, no todos saben que en el lenguaje de la ciencia médica tiene un significado específico y bien definido. Es especialmente importante aprender sobre esto para las personas cuyos seres queridos han sufrido un accidente cerebrovascular. Muchos de ellos son muy conscientes de que, a pesar del difícil tratamiento en curso, las funciones perdidas en un ser querido no se restauran por completo. Además, cuanto más tiempo haya pasado desde el momento del problema, menor será la probabilidad de que regrese el habla, los movimientos y la memoria. Entonces, ¿cómo se logra un gran avance en la recuperación de un ser querido? Para responder a esta pregunta, debe conocer al "enemigo en la cara", para comprender la razón principal.

"¡TODAS LAS ENFERMEDADES DE LOS NERVIOS!"

El sistema nervioso coordina todas las funciones del cuerpo y le proporciona la capacidad de adaptarse al entorno externo. El cerebro es su eslabón central. Esta es la computadora principal de nuestro cuerpo, que regula el trabajo de todos ...

Un tema para los que prefieren pensar que las células nerviosas se están restaurando.

Para crear una imagen mental apropiada :)

Las células nerviosas se regeneran

Científicos israelíes han descubierto todo un conjunto de bioherramientas para reemplazar los nervios muertos. Resultó que los linfocitos T, que hasta ahora se consideraban "extraños dañinos", están haciendo esto.

Hace unos años, los científicos refutaron la famosa afirmación de que “las células nerviosas no se regeneran”: resultó que parte del cerebro trabaja para regenerar las células nerviosas durante toda la vida. Especialmente cuando se estimula actividad cerebral y actividad física. Pero cómo sabe exactamente el cerebro que es hora de acelerar el proceso de regeneración, nadie lo ha sabido todavía.

Para comprender el mecanismo de recuperación del cerebro, los científicos comenzaron a clasificar todos los tipos de células que se habían encontrado previamente en la cabeza de las personas, y la razón por la cual se encontró no estaba clara. Y el estudio de una de las subespecies de leucocitos resultó ser exitoso: ...

"Las células nerviosas no se regeneran" - ¿mito o realidad?

Como dijo el héroe de Leonid Bronevoy, el médico del condado: "la cabeza es un objeto oscuro, no está sujeto a investigación ...". Una acumulación compacta de células nerviosas llamada cerebro, aunque ha sido estudiada por neurofisiólogos durante mucho tiempo, los científicos aún no han podido obtener respuestas a todas las preguntas relacionadas con el funcionamiento de las neuronas.

esencia de la pregunta

Hace algún tiempo, hasta los años 90 del siglo pasado, se creía que el número de neuronas en el cuerpo humano tiene un valor constante y es imposible restaurar las células nerviosas cerebrales dañadas si se pierden. En parte, esta afirmación es cierta: durante el desarrollo del embrión, la naturaleza deposita una enorme reserva de células.

Incluso antes del nacimiento, un niño recién nacido pierde casi el 70% de las neuronas formadas como resultado de la muerte celular programada: apoptosis. La muerte neuronal continúa durante toda la vida.

A partir de los treinta años, este proceso...

Las células nerviosas del cerebro humano se regeneran

Hasta ahora, se sabía que las células nerviosas se regeneran solo en animales. Recientemente, sin embargo, los científicos han descubierto que en la parte del cerebro humano que es responsable del olfato, se forman neuronas maduras a partir de células progenitoras. Un día podrán ayudar a "arreglar" el cerebro lesionado.

Todos los días, la piel crece 0,002 milímetros. Las nuevas células sanguíneas ya unos días después de que se inició su producción en la médula ósea, realizan sus funciones principales. Con las células nerviosas, todo es mucho más problemático. Sí, se restauran las terminaciones nerviosas en brazos, piernas y en el grosor de la piel. Pero en el sistema nervioso central, en el cerebro y la médula espinal, esto no sucede. Por lo tanto, una persona con una médula espinal dañada ya no podrá correr. Además, el tejido nervioso se destruye irrevocablemente como resultado de un accidente cerebrovascular.

Recientemente, sin embargo, han surgido nuevos indicios de que el cerebro humano también es capaz de producir nuevos...

Durante muchos años, la gente creía que las células nerviosas no podían regenerarse, lo que significa que era imposible curar muchas enfermedades asociadas con su daño. Ahora, los científicos han encontrado formas de restaurar las células cerebrales para extender la vida plena del paciente, en la que recordará muchos detalles.

Existen varias condiciones para la recuperación de las células cerebrales, si la enfermedad no ha ido demasiado lejos y no ha habido una pérdida completa de la memoria. El cuerpo debe recibir una cantidad suficiente de vitaminas que ayudarán a mantener la capacidad de concentrarse en un problema, recordar las cosas necesarias. Para ello, es necesario ingerir alimentos que los contengan, estos son el pescado, el plátano, los frutos secos y la carne roja. Los expertos creen que la cantidad de comidas no debe ser más de tres, y debe comer hasta que aparezca la saciedad, esto ayudará a las células cerebrales a obtener las sustancias necesarias. La nutrición es de gran importancia para la prevención de enfermedades nerviosas, no debes dejarte llevar...

La expresión alada "Las células nerviosas no se recuperan" es percibida por todos desde la infancia como una verdad indiscutible. Sin embargo, este axioma no es más que un mito, y nuevos datos científicos lo desmienten.

Representación esquemática de una célula nerviosa, o neurona, que consta de un cuerpo con un núcleo, un axón y varias dendritas.

Las neuronas difieren entre sí en tamaño, ramificación de las dendritas y longitud de los axones.

El concepto de "glía" incluye todas las células tejido nervioso, que no son neuronas.

Las neuronas están programadas genéticamente para migrar a una u otra parte del sistema nervioso, donde, con la ayuda de procesos, establecen conexiones con otras células nerviosas.

Las células nerviosas muertas son destruidas por macrófagos que ingresan al sistema nervioso desde la sangre.

Etapas de formación del tubo neural en el embrión humano.

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La naturaleza se encuentra en cerebro en desarrollo margen de seguridad muy alto: durante la embriogénesis se forma un gran exceso de neuronas. Casi el 70% de ellos...

La pantocalcina es un medicamento que afecta activamente el metabolismo en el cerebro, lo protege de los efectos nocivos y, en primer lugar, de la falta de oxígeno, tiene un efecto inhibidor y al mismo tiempo ligeramente activador sobre el sistema nervioso central (SNC).

Cómo actúa la pantocalcina sobre el sistema nervioso central

Pantocalcin es un medicamento nootrópico, cuya acción principal está asociada con las funciones cognitivas (cognitivas) del cerebro, el medicamento está disponible en tabletas de 250 y 500 mg.

El principal ingrediente activo de la pantocalcina es el ácido hopanténico, que en su composición química y propiedades es similar al ácido gamma-aminobutírico (GABA), una sustancia biológicamente activa que puede mejorar todos los procesos metabólicos en el cerebro.

Cuando se toma por vía oral, la pantocalcina se absorbe rápidamente en el tracto gastrointestinal, se distribuye a través de los tejidos y entra al cerebro, donde penetra...

El sistema nervioso es la parte más compleja del cuerpo humano. Incluye alrededor de 85 mil millones de células nerviosas y gliales. Hasta la fecha, los científicos han podido estudiar solo el 5% de las neuronas. El otro 95% sigue siendo un misterio, por lo que se están realizando numerosos estudios sobre estos componentes del cerebro humano.

Considere cómo funciona el cerebro humano, es decir, su estructura celular.

La estructura de una neurona consta de 3 componentes principales:

1. Cuerpo celular

Esta parte de la célula nerviosa es la parte clave, que incluye el citoplasma y los núcleos, que juntos crean protoplasma, en cuya superficie se forma un límite de membrana, que consta de dos capas de lípidos. En la superficie de la membrana hay proteínas que representan la forma de glóbulos.

Las células nerviosas de la corteza consisten en cuerpos que contienen un núcleo, así como una serie de orgánulos, incluido un área de dispersión de forma rugosa que se desarrolla de manera intensa y eficiente que tiene ribosomas activos.

2. Dendritas y axón

El axón parece ser un proceso largo que se adapta efectivamente a los procesos excitatorios del cuerpo humano.

Las dendritas tienen una estructura anatómica completamente diferente. Su principal diferencia con el axón es que tienen una longitud mucho más corta y también se caracterizan por la presencia de procesos anormalmente desarrollados que realizan las funciones del sitio principal. En esta área, comienzan a aparecer sinapsis inhibitorias, por lo que existe la capacidad de influir directamente en la neurona.

Una parte significativa de las neuronas consiste en mayor medida en dendritas, mientras que solo hay un axón. Una célula nerviosa tiene muchas conexiones con otras células. En algunos casos, el número de estos enlaces supera los 25.000.

Una sinapsis es un lugar donde se forma un proceso de contacto entre dos células. La función principal es la transmisión de impulsos entre diferentes células, mientras que la frecuencia de la señal puede variar dependiendo de la velocidad y tipos de transmisión de esta señal.

Como regla general, para iniciar el proceso de excitación de una célula nerviosa, varias sinapsis de excitación pueden actuar como estímulos.

¿Qué es el triple cerebro humano?

En 1962, el neurocientífico Paul McLean identificó tres cerebros humanos, a saber:

1. reptil

Este tipo reptiliano de cerebro humano existe desde hace más de 100 millones de años. Tiene un impacto significativo en las cualidades de comportamiento de una persona. Su función principal es gestionar el comportamiento básico, que incluye funciones como:

• Reproducción basada en los instintos humanos
• Agresión
• Deseo de controlarlo todo.
• Sigue ciertos patrones
• imitar, engañar
• Lucha por la influencia sobre los demás.

Además, el cerebro reptiliano humano se caracteriza por características como la compostura en relación con los demás, la falta de empatía, la indiferencia total a las consecuencias de las acciones de uno en relación con los demás. Además, este tipo no es capaz de reconocer una amenaza imaginaria con un peligro real. Como resultado, en algunas situaciones, subyuga por completo la mente y el cuerpo de una persona.

1. Emocional (sistema límbico)

Parece ser el cerebro de un mamífero, cuya edad es de unos 50 millones de años.

Responsable de tales características funcionales de un individuo como:

• Supervivencia, autoconservación y autodefensa
• gobierna comportamiento social incluyendo el cuidado materno y la crianza
• Participa en la regulación de las funciones de los órganos, el olfato, el comportamiento instintivo, la memoria, el sueño y la vigilia, y muchos otros

Este cerebro es casi completamente idéntico al cerebro de los animales.

1. Visual

Es el cerebro el que realiza las funciones de nuestro pensamiento. En otras palabras, es la mente racional. Es la estructura más joven, cuya edad no supera los 3 millones de años.

Parece ser lo que llamamos razón, que incluye habilidades tales como;

• meditar
• Dibujar inferencias
• Habilidad para analizar

Se distingue por la presencia del pensamiento espacial, donde surgen imágenes visuales características.

Clasificación de las neuronas

Hasta la fecha, se han distinguido varias clasificaciones de células neuronales. Una de las clasificaciones más comunes de las neuronas se distingue por la cantidad de procesos y el lugar de su localización, a saber:

1. Multipolar. Estas células se caracterizan por una gran acumulación en el SNC. Se presentan con un axón y varias dendritas.
2. Bipolar. Se caracterizan por un axón y una dendrita y se localizan en la retina, el tejido olfatorio, así como en los centros auditivo y vestibular.

Asimismo, en función de las funciones que realizan, las neuronas se dividen en 3 grandes grupos:

1. aferente

Responsable del proceso de transmisión de señales desde los receptores al sistema nervioso central. Se diferencian como:

• Primario. Los primarios están ubicados en los núcleos espinales, que se unen a los receptores.
• Secundario. Están ubicados en los tubérculos visuales y realizan las funciones de transmisión de señales a los departamentos suprayacentes. Este tipo de células no se une a los receptores, sino que recibe señales de las células de los neurocitos.

2. Eferente o motor

Este tipo forma la transmisión del impulso a otros centros y órganos del cuerpo humano. Por ejemplo, las neuronas de la zona motora son piramidales, que transmiten una señal a las neuronas motoras de la médula espinal. Una característica clave de las neuronas motoras eferentes es la presencia de un axón de considerable longitud, que tiene una alta tasa de transmisión de la señal de excitación.

Las células nerviosas eferentes de diferentes secciones de la corteza cerebral conectan estas secciones entre sí. Estas conexiones neuronales en el cerebro proporcionan relaciones dentro y entre los hemisferios, por lo tanto, que son los responsables del funcionamiento del cerebro en el proceso de aprendizaje, reconocimiento de objetos, fatiga, etc.

3. Inserción o asociatividad

Este tipo lleva a cabo la interacción entre las neuronas y también procesa los datos que se transmiten desde las células sensibles y luego los transmite a otras células nerviosas intercalares o motoras. Estas células parecen ser más pequeñas que las células aferentes y eferentes. Los axones están representados por una pequeña extensión, pero la red de dendritas es bastante extensa.

Los expertos concluyeron que las células nerviosas inmediatas que se localizan en el cerebro son las neuronas asociativas del cerebro, y el resto regula la actividad del cerebro fuera de sí mismo.

¿Se recuperan las células nerviosas?

La ciencia moderna presta suficiente atención a los procesos de muerte y restauración de las células nerviosas. Todo el cuerpo humano tiene la capacidad de recuperarse, pero ¿las células nerviosas del cerebro tienen esa oportunidad?

Incluso en el proceso de concepción, el cuerpo está sintonizado con la muerte de las células nerviosas.

Varios científicos afirman que la cantidad de células borradas es de aproximadamente el 1% por año. Según esta afirmación, resulta que el cerebro ya se habría desgastado hasta la pérdida de la capacidad de realizar cosas elementales. Sin embargo, este proceso no ocurre y el cerebro continúa funcionando hasta su muerte.

Cada tejido del cuerpo se restaura de forma independiente dividiendo las células "vivas". Sin embargo, después de varios estudios de la célula nerviosa, se descubrió que la célula no se divide. Se argumenta que las nuevas células cerebrales se forman como resultado de la neurogénesis, que comienza en el período prenatal y continúa durante toda la vida.

La neurogénesis es la síntesis de nuevas neuronas a partir de precursores: células madre, que posteriormente se diferencian y forman neuronas maduras.

Tal proceso se describió por primera vez en 1960, pero en ese momento este proceso no estaba respaldado por nada.

Investigaciones posteriores han confirmado que la neurogénesis puede ocurrir en regiones específicas del cerebro. Una de estas áreas es el espacio alrededor de los ventrículos cerebrales. El segundo sitio incluye el hipocampo, que se encuentra directamente cerca de los ventrículos. El hipocampo realiza las funciones de nuestra memoria, pensamiento y emociones.

Como resultado, la capacidad de memorizar y pensar se forma en el proceso de la vida bajo la influencia de varios factores. Como se puede observar de lo anterior, nuestro cerebro, aunque solo se ha identificado el 5% de sus estructuras, aún destaca una serie de hechos que confirman la capacidad de recuperación de las células nerviosas.

Conclusión

No olvides que para el pleno funcionamiento de las células nerviosas, debes saber cómo mejorar las conexiones neuronales del cerebro. Muchos expertos señalan que la principal garantía de las neuronas sanas es una dieta y un estilo de vida saludables, y solo entonces se puede utilizar un apoyo farmacológico adicional.

Organice su sueño, deje el alcohol, el tabaco y, finalmente, sus células nerviosas se lo agradecerán.

El cerebro humano tiene una característica asombrosa: es capaz de producir nuevas células. Existe la opinión de que el suministro de células cerebrales es ilimitado, pero esta afirmación está lejos de la verdad. Naturalmente, su producción intensiva cae en los primeros períodos de desarrollo del organismo, con la edad este proceso se ralentiza, pero no se detiene. Pero esto, desafortunadamente, compensa solo una parte insignificante de las células muertas inconscientemente por una persona como resultado, a primera vista, de hábitos inofensivos.

1. Privación del sueño

Los científicos aún no han podido refutar su teoría del sueño completo, que insiste en 7-9 horas de sueño. Es esta duración del proceso nocturno lo que permite que el cerebro realice su trabajo por completo y pase productivamente por todas las fases de "sueño". De lo contrario, como demuestran estudios realizados en roedores, el 25% de las células cerebrales responsables de la respuesta fisiológica a la ansiedad y el estrés mueren. Los científicos creen que un mecanismo similar de muerte celular como resultado de la falta de sueño también funciona en humanos, pero estas son solo suposiciones que, en su opinión, podrán probarse en un futuro próximo.

2. Fumar

Enfermedad cardíaca, accidente cerebrovascular, bronquitis crónica, enfisema, cáncer: esta no es una lista completa de consecuencias negativascausado por la adicción al cigarrillo. 2002 estudios realizados Instituto Nacional Francia por la salud y investigación médica no dejó ninguna duda de que fumar mata las células cerebrales. Y aunque hasta ahora los experimentos se han llevado a cabo en ratas, los científicos están completamente seguros de que este mal hábito afecta de la misma manera a las células del cerebro humano. Esto fue confirmado por un estudio realizado por científicos indios, como resultado del cual los investigadores lograron encontrar un compuesto peligroso para el cuerpo humano, llamado nitrosoamina cetona derivada de la nicotina, en los cigarrillos. HNK acelera las reacciones de los glóbulos blancos en el cerebro, haciendo que ataquen las células cerebrales sanas.

3. Deshidratación

No es ningún secreto que en cuerpo humano contiene mucha agua, y el cerebro no es una excepción. Su reposición constante es necesaria tanto para el cuerpo en su conjunto como para el cerebro en particular. De lo contrario, se activan procesos que interrumpen el funcionamiento de sistemas completos y matan células cerebrales. Como regla general, esto sucede con mayor frecuencia después de beber alcohol, lo que suprime el trabajo de la hormona vasopresina, que es responsable de retener agua en el cuerpo. Además, la deshidratación puede ocurrir debido a la exposición prolongada a altas temperaturas (por ejemplo, exposición a la luz solar abierta o en una habitación mal ventilada). Pero el resultado, como en el caso de las bebidas fuertes, puede tener un resultado desastroso: la destrucción de las células cerebrales. Esto conlleva disfunciones en el sistema nervioso y afecta las capacidades intelectuales de una persona.

4. Estrés

El estrés se considera una reacción bastante útil del cuerpo, que se activa como resultado de la aparición de cualquier posible amenaza. Los principales defensores son las hormonas suprarrenales (cortisol, adrenalina y norepinefrina), que ponen al organismo en alerta máxima y con ello garantizan su seguridad. Pero una cantidad excesiva de estas hormonas (por ejemplo, en una situación de estrés crónico), en particular cortisol, puede causar la muerte de las células cerebrales y el desarrollo de enfermedades terribles debido a la inmunidad debilitada. La destrucción de las células cerebrales puede conducir al desarrollo de una enfermedad mental (esquizofrenia), y un sistema inmunitario debilitado suele ir acompañado del desarrollo dolencias severas, siendo las más comunes las enfermedades cardiovasculares, el cáncer y la diabetes.

5. Drogas

Las drogas son sustancias químicas específicas que destruyen las células del cerebro e interrumpen los sistemas de comunicación en él. Como resultado de la acción de las sustancias estupefacientes, se activan receptores que provocan la producción de señales anormales que provocan manifestaciones alucinógenas. Este proceso ocurre debido a un fuerte aumento en el nivel de ciertas hormonas, lo que afecta al cuerpo de dos maneras. Por un lado, una gran cantidad de, por ejemplo, dopamina contribuye al efecto de euforia, pero por otro lado, daña las neuronas encargadas de regular el estado de ánimo. Cuantas más neuronas se dañan, más difícil es alcanzar un estado de "bienaventuranza". Por lo tanto, el cuerpo requiere una dosis creciente de sustancias narcóticas, mientras desarrolla dependencia.

tejido nervioso- el principal elemento estructural del sistema nervioso. A composición del tejido nervioso incluye células nerviosas altamente especializadas - neuronas, y células neurogliales realización de apoyo, secretora y función protectora.

Neurona Es la unidad estructural y funcional básica del tejido nervioso. Estas células son capaces de recibir, procesar, codificar, transmitir y almacenar información, establecer contactos con otras células. Las características únicas de una neurona son la capacidad de generar descargas bioeléctricas (impulsos) y transmitir información a lo largo de los procesos de una célula a otra utilizando terminaciones especializadas.

El desempeño de las funciones de una neurona se ve facilitado por la síntesis en su axoplasma de sustancias-transmisores-neurotransmisores: acetilcolina, catecolaminas, etc.

El número de neuronas cerebrales se aproxima a 10 11 . Una neurona puede tener hasta 10.000 sinapsis. Si estos elementos se consideran células de almacenamiento de información, entonces podemos concluir que el sistema nervioso puede almacenar 10 19 unidades. información, es decir capaz de contener casi todo el conocimiento acumulado por la humanidad. Por lo tanto, es razonable suponer que cerebro humano a lo largo de la vida recuerda todo lo que sucede en el cuerpo y cuando se comunica con el entorno. Sin embargo, el cerebro no puede extraer de toda la información que está almacenada en él.

Ciertos tipos de organización neuronal son característicos de varias estructuras cerebrales. Las neuronas que regulan una sola función forman los llamados grupos, conjuntos, columnas, núcleos.

Las neuronas difieren en estructura y función.

Por estructura(dependiendo del número de procesos que se extienden desde el cuerpo celular) distinguen unipolar(con un proceso), bipolar (con dos procesos) y multipolar(con muchos procesos) neuronas.

Según propiedades funcionales asignar aferente(o centrípeto) neuronas que transportan la excitación de los receptores en, eferente, motor, neuronas motoras(o centrífugo), que transmite la excitación del sistema nervioso central al órgano inervado, y intercalar, contacto o intermedio neuronas que conectan neuronas aferentes y eferentes.

Las neuronas aferentes son unipolares, sus cuerpos se encuentran en los ganglios espinales. El proceso que se extiende desde el cuerpo celular se divide en forma de T en dos ramas, una de las cuales va al sistema nervioso central y realiza la función de un axón, y la otra se acerca a los receptores y es una dendrita larga.

La mayoría de las neuronas eferentes e intercalares son multipolares (Fig. 1). Interneuronas multipolares en en numeros grandes Están ubicados en los cuernos posteriores de la médula espinal y también se encuentran en todas las demás partes del sistema nervioso central. También pueden ser bipolares, como las neuronas retinianas que tienen una dendrita de ramificación corta y un axón largo. Las neuronas motoras se localizan principalmente en los cuernos anteriores de la médula espinal.

Arroz. 1. La estructura de la célula nerviosa:

1 - microtúbulos; 2 - un largo proceso de una célula nerviosa (axón); 3 - retículo endoplásmico; 4 - núcleo; 5 - neuroplasma; 6 - dendritas; 7 - mitocondrias; 8 - nucléolo; 9 - vaina de mielina; 10 - intercepción de Ranvier; 11 - el final del axón

neuroglia

neuroglia, o glía, - un conjunto de elementos celulares del tejido nervioso, formado por células especializadas de diversas formas.

Fue descubierta por R. Virchow y nombrada por él neuroglia, que significa "pegamento nervioso". Las células de neuroglia llenan el espacio entre las neuronas y representan el 40% del volumen del cerebro. Las células gliales son 3 o 4 veces más pequeñas que las células nerviosas; su número en el SNC de los mamíferos alcanza los 140 mil millones Con la edad, el número de neuronas en el cerebro humano disminuye y el número de células gliales aumenta.

Se ha establecido que la neuroglia está relacionada con el metabolismo en el tejido nervioso. Algunas células de neuroglia secretan sustancias que afectan el estado de excitabilidad de las neuronas. Se ha observado que para varios Estados mentales la secreción de estas células cambia. Los procesos de rastreo a largo plazo en el SNC están asociados con el estado funcional de la neuroglia.

Tipos de células gliales

Según la naturaleza de la estructura de las células gliales y su ubicación en el SNC, se distinguen:

• astrocitos (astroglia);
• oligodendrocitos (oligodendroglia);
• células microgliales (microglia);
• células de Schwann.

Las células gliales realizan funciones de apoyo y protección para las neuronas. Están incluidos en la estructura. astrocitos son las celulas gliales mas numerosas, llenando los espacios entre las neuronas y cubriendolas. Evitan la propagación de neurotransmisores que se difunden desde la hendidura sináptica hacia el SNC. Los astrocitos tienen receptores para neurotransmisores, cuya activación puede provocar fluctuaciones en la diferencia de potencial de membrana y cambios en el metabolismo de los astrocitos.

Los astrocitos rodean estrechamente los capilares. vasos sanguineos cerebro, situado entre ellos y las neuronas. Sobre esta base, se sugiere que los astrocitos juegan un papel importante en el metabolismo de las neuronas, regulando la permeabilidad capilar para ciertas sustancias.

Una de las funciones importantes de los astrocitos es su capacidad para absorber el exceso de iones K+, que pueden acumularse en el espacio intercelular durante la actividad neuronal alta. Los canales gap se forman en las áreas de estrecha adherencia de los astrocitos, a través de los cuales los astrocitos pueden intercambiar varios iones pequeños y, en particular, iones K+. Esto aumenta su capacidad para absorber iones K+. Acumulación incontrolada de iones K+ en el espacio interneuronal. conduciría a un aumento en la excitabilidad de las neuronas. Por lo tanto, los astrocitos, al absorber un exceso de iones K+ del líquido intersticial, evitan un aumento en la excitabilidad de las neuronas y la formación de focos de actividad neuronal aumentada. La aparición de tales focos en el cerebro humano puede ir acompañada del hecho de que sus neuronas generan una serie de impulsos nerviosos, que se denominan descargas convulsivas.

Los astrocitos participan en la eliminación y destrucción de los neurotransmisores que ingresan a los espacios extrasinápticos. Así, evitan la acumulación de neurotransmisores en los espacios interneuronales, lo que podría conducir a una disfunción cerebral.

Las neuronas y los astrocitos están separados por espacios intercelulares de 15 a 20 µm, llamado espacio intersticial. Los espacios intersticiales ocupan hasta el 12-14% del volumen cerebral. Una propiedad importante de los astrocitos es su capacidad para absorber CO2 del líquido extracelular de estos espacios y, por lo tanto, mantener un estado estable. pH cerebral.

Los astrocitos están involucrados en la formación de interfaces entre el tejido nervioso y los vasos cerebrales, el tejido nervioso y las membranas cerebrales en el proceso de crecimiento y desarrollo del tejido nervioso.

Oligodendrocitos caracterizado por la presencia de un pequeño número de procesos cortos. Una de sus principales funciones es formación de la vaina de mielina de las fibras nerviosas dentro del SNC. Estas células también se encuentran muy cerca de los cuerpos de las neuronas, pero se desconoce el significado funcional de este hecho.

células microgliales constituyen del 5 al 20% del número total de células gliales y están dispersas por todo el SNC. Se ha establecido que los antígenos de su superficie son idénticos a los antígenos de los monocitos sanguíneos. Esto indica su origen en el mesodermo, penetración en el tejido nervioso durante el desarrollo embrionario y posterior transformación en células microgliales morfológicamente reconocibles. En este sentido, generalmente se acepta que la función más importante de la microglía es proteger el cerebro. Se ha demostrado que cuando se daña el tejido nervioso, aumenta el número de células fagocíticas debido a los macrófagos sanguíneos y la activación de las propiedades fagocíticas de la microglía. Eliminan neuronas muertas, células gliales y sus elementos estructurales, fagocitan partículas extrañas.

células de Schwann forman la vaina de mielina de las fibras nerviosas periféricas fuera del SNC. La membrana de esta célula se envuelve repetidamente y el grosor de la vaina de mielina resultante puede exceder el diámetro de la fibra nerviosa. La longitud de las secciones mielinizadas de la fibra nerviosa es de 1-3 mm. En los intervalos entre ellos (intersecciones de Ranvier), la fibra nerviosa permanece recubierta únicamente por una membrana superficial que posee excitabilidad.

Una de las propiedades más importantes de la mielina es su alta resistencia a la corriente eléctrica. Se debe al alto contenido en esfingomielina y otros fosfolípidos de la mielina, que le confieren propiedades aislantes de la corriente. En áreas de la fibra nerviosa cubiertas con mielina, el proceso de generación de impulsos nerviosos es imposible. Los impulsos nerviosos se generan solo en la membrana de intercepción de Ranvier, que proporciona una mayor velocidad de conducción del impulso nervioso en las fibras nerviosas mielinizadas en comparación con las no mielinizadas.

Se sabe que la estructura de la mielina puede alterarse fácilmente en daños infecciosos, isquémicos, traumáticos y tóxicos del sistema nervioso. Al mismo tiempo, se desarrolla el proceso de desmielinización de las fibras nerviosas. Especialmente a menudo se desarrolla desmielinización en la esclerosis múltiple. Como resultado de la desmielinización, disminuye la velocidad de conducción de los impulsos nerviosos a lo largo de las fibras nerviosas, disminuye la velocidad de envío de información al cerebro desde los receptores y desde las neuronas a los órganos ejecutivos. Esto puede conducir a una sensibilidad sensorial alterada, trastornos del movimiento, regulación de los órganos internos y otras consecuencias graves.

Estructura y funciones de las neuronas.

Neurona(célula nerviosa) es una unidad estructural y funcional.

La estructura anatómica y las propiedades de la neurona aseguran su implantación funciones principales: implementación del metabolismo, obtención de energía, percepción de diversas señales y su procesamiento, formación o participación en respuestas, generación y conducción de impulsos nerviosos, combinación de neuronas en circuitos neuronales que proporcionan tanto las reacciones reflejas más simples como funciones integradoras superiores del cerebro.

Las neuronas consisten en un cuerpo de una célula nerviosa y procesos: un axón y dendritas.

Arroz. 2. Estructura de una neurona

cuerpo de la célula nerviosa

Cuerpo (pericarion, soma) La neurona y sus procesos están cubiertos por una membrana neuronal. La membrana del cuerpo celular difiere de la membrana del axón y las dendritas por el contenido de varios receptores, la presencia en él.

En el cuerpo de una neurona hay un neuroplasma y un núcleo delimitado por membranas, un retículo endoplásmico rugoso y liso, el aparato de Golgi y las mitocondrias. Los cromosomas del núcleo de las neuronas contienen un conjunto de genes que codifican la síntesis de proteínas necesarias para la formación de la estructura y ejecución de las funciones del cuerpo de la neurona, sus procesos y sinapsis. Estas son proteínas que realizan las funciones de enzimas, transportadores, canales iónicos, receptores, etc. Algunas proteínas realizan funciones en el neuroplasma, mientras que otras están incrustadas en las membranas de los orgánulos, el soma y los procesos neuronales. Algunas de ellas, por ejemplo, las enzimas necesarias para la síntesis de neurotransmisores, llegan a la terminal del axón mediante transporte axonal. En el cuerpo celular se sintetizan péptidos que son necesarios para la actividad vital de axones y dendritas (por ejemplo, factores de crecimiento). Por lo tanto, cuando el cuerpo de una neurona se daña, sus procesos degeneran y colapsan. Si se conserva el cuerpo de la neurona y se daña el proceso, se produce su recuperación lenta (regeneración) y la restauración de la inervación de los músculos u órganos denervados.

El sitio de síntesis de proteínas en los cuerpos de las neuronas es el retículo endoplásmico rugoso (gránulos de tigre o cuerpos de Nissl) o ribosomas libres. Su contenido en las neuronas es mayor que en las células gliales u otras células del cuerpo. En el retículo endoplásmico liso y el aparato de Golgi, las proteínas adquieren su conformación espacial característica, se clasifican y envían a corrientes de transporte a las estructuras del cuerpo celular, dendritas o axón.

En numerosas mitocondrias de las neuronas, como resultado de los procesos de fosforilación oxidativa, se forma ATP, cuya energía se utiliza para mantener la actividad vital de la neurona, el funcionamiento de las bombas de iones y mantener la asimetría de las concentraciones de iones en ambos lados. de la membrana En consecuencia, la neurona está en constante preparación no solo para percibir varias señales, sino también para responder a ellas: la generación de impulsos nerviosos y su uso para controlar las funciones de otras células.

En los mecanismos de percepción de diversas señales por parte de las neuronas, participan los receptores moleculares de la membrana del cuerpo celular, los receptores sensoriales formados por las dendritas y las células sensibles de origen epitelial. Las señales de otras células nerviosas pueden llegar a la neurona a través de numerosas sinapsis formadas en las dendritas o en el gel de la neurona.

Dendritas de una célula nerviosa

dendritas las neuronas forman un árbol dendrítico, cuya naturaleza de ramificación y tamaño dependen del número de contactos sinápticos con otras neuronas (Fig. 3). Sobre las dendritas de una neurona hay miles de sinapsis formadas por los axones o dendritas de otras neuronas.

Arroz. 3. Contactos sinápticos de la interneurona. Las flechas de la izquierda muestran el flujo de señales aferentes a las dendritas y el cuerpo de la interneurona, a la derecha, la dirección de propagación de las señales eferentes de la interneurona a otras neuronas.

Las sinapsis pueden ser heterogéneas tanto en función (inhibidora, excitadora) como en el tipo de neurotransmisor utilizado. La membrana dendrítica involucrada en la formación de sinapsis es su membrana postsináptica, que contiene receptores (canales iónicos dependientes de ligando) para el neurotransmisor utilizado en esta sinapsis.

Las sinapsis excitatorias (glutamatérgicas) se localizan principalmente en la superficie de las dendritas, donde hay elevaciones o excrecencias (1-2 micrones), llamadas espinas Hay canales en la membrana de las espinas, cuya permeabilidad depende de la diferencia de potencial transmembrana. En el citoplasma de las dendritas en la región de las espinas, se encontraron mensajeros secundarios de transducción de señales intracelulares, así como ribosomas, en los que se sintetiza proteína en respuesta a señales sinápticas. Se desconoce el papel exacto de las espinas, pero está claro que aumentan el área de superficie del árbol dendrítico para la formación de sinapsis. Las espinas también son estructuras neuronales para recibir señales de entrada y procesarlas. Las dendritas y las espinas aseguran la transmisión de información desde la periferia hasta el cuerpo de la neurona. La membrana dendrítica se polariza durante la siega debido a la distribución asimétrica de los iones minerales, el funcionamiento de las bombas iónicas y la presencia de canales iónicos en ella. Estas propiedades subyacen a la transferencia de información a través de la membrana en forma de corrientes circulares locales (electrotónicamente) que se producen entre las membranas postsinápticas y las áreas de la membrana dendrítica adyacentes a ellas.

Las corrientes locales durante su propagación a lo largo de la membrana de la dendrita se atenúan, pero resultan ser de magnitud suficiente para transmitir a la membrana del cuerpo de la neurona las señales que han llegado a través de las entradas sinápticas a las dendritas. Aún no se han encontrado canales de sodio y potasio dependientes de voltaje en la membrana dendrítica. No tiene excitabilidad y la capacidad de generar potenciales de acción. Sin embargo, se sabe que el potencial de acción que surge en la membrana del montículo axónico puede propagarse a lo largo de ella. El mecanismo de este fenómeno es desconocido.

Se supone que las dendritas y las espinas forman parte de las estructuras neurales implicadas en los mecanismos de la memoria. El número de espinas es especialmente elevado en las dendritas de las neuronas de la corteza cerebelosa, los ganglios basales y la corteza cerebral. El área del árbol dendrítico y el número de sinapsis se reducen en algunas zonas de la corteza cerebral de los ancianos.

axón de la neurona

axón - una rama de una célula nerviosa que no se encuentra en otras células. A diferencia de las dendritas, cuyo número es diferente para una neurona, el axón de todas las neuronas es el mismo. Su longitud puede alcanzar hasta 1,5 m En el punto de salida del axón del cuerpo de la neurona, hay un engrosamiento: el montículo del axón, cubierto con una membrana plasmática, que pronto se cubre con mielina. El área del montículo del axón que no está cubierta por mielina se denomina segmento inicial. Los axones de las neuronas, hasta sus ramas terminales, están cubiertos con una vaina de mielina, interrumpida por intersecciones de Ranvier: áreas microscópicas no mielinizadas (aproximadamente 1 micrón).

A lo largo de toda la longitud del axón (fibra mielínica y amielínica) está cubierta con una membrana bicapa de fosfolípidos con moléculas de proteína incrustadas en ella, que realizan las funciones de transporte de iones, canales de iones dependientes de voltaje, etc. Las proteínas se distribuyen uniformemente en la membrana de la fibra nerviosa amielínica, y se localizan en la membrana de la fibra nerviosa mielínica predominantemente en las intersecciones de Ranvier. Dado que no hay retículo rugoso ni ribosomas en el axoplasma, es obvio que estas proteínas se sintetizan en el cuerpo de la neurona y se envían a la membrana del axón a través del transporte axonal.

Propiedades de la membrana que recubre el cuerpo y el axón de una neurona, son diferentes. Esta diferencia se refiere principalmente a la permeabilidad de la membrana a los iones minerales y se debe al contenido de varios tipos. Si el contenido de los canales iónicos dependientes del ligando (incluidas las membranas postsinápticas) prevalece en la membrana del cuerpo y las dendritas de la neurona, entonces en la membrana del axón, especialmente en la región de los nódulos de Ranvier, hay una alta densidad de voltaje. canales de sodio y potasio dependientes.

La membrana del segmento inicial del axón tiene el valor de polarización más bajo (alrededor de 30 mV). En las zonas del axón más alejadas del cuerpo celular, el valor del potencial transmembrana es de unos 70 mV. El bajo valor de polarización de la membrana del segmento inicial del axón determina que en esta zona la membrana de la neurona tenga la mayor excitabilidad. Es aquí donde los potenciales postsinápticos que han surgido en la membrana de las dendritas y el cuerpo celular como resultado de la transformación de las señales de información recibidas por la neurona en las sinapsis se propagan a lo largo de la membrana del cuerpo neuronal con la ayuda de locales. corrientes eléctricas circulares. Si estas corrientes causan la despolarización de la membrana del montículo del axón a un nivel crítico (Ek), entonces la neurona responderá a las señales de otras células nerviosas que le llegan generando su propio potencial de acción (impulso nervioso). El impulso nervioso resultante se transporta a lo largo del axón a otras células nerviosas, musculares o glandulares.

En la membrana del segmento inicial del axón hay espinas en las que se forman sinapsis inhibidoras GABAérgicas. La llegada de señales en este sentido desde otras neuronas puede impedir la generación de un impulso nervioso.

Clasificación y tipos de neuronas.

La clasificación de las neuronas se lleva a cabo según características morfológicas y funcionales.

Por el número de procesos, se distinguen las neuronas multipolares, bipolares y pseudounipolares.

Según la naturaleza de las conexiones con otras células y la función que realizan, se distinguen tocar, enchufar y motor neuronas Tocar Las neuronas también se denominan neuronas aferentes y sus procesos son centrípetos. Las neuronas que llevan a cabo la función de transmitir señales entre las células nerviosas se denominan intercalar, o de asociación. Las neuronas cuyos axones forman sinapsis con células efectoras (musculares, glandulares) se denominan motor, o eferente, sus axones se llaman centrífugos.

Neuronas aferentes (sensoriales) perciben información con receptores sensoriales, la convierten en impulsos nerviosos y la conducen al cerebro y la médula espinal. Los cuerpos de las neuronas sensoriales se localizan en la médula espinal y craneal. Estas son neuronas pseudounipolares, cuyo axón y dendrita salen juntos del cuerpo de la neurona y luego se separan. La dendrita sigue la periferia de los órganos y tejidos como parte de los nervios sensitivos o mixtos, y el axón, como parte de las raíces posteriores, ingresa a las astas dorsales de la médula espinal o como parte de los nervios craneales hacia el cerebro.

Inserción, o asociativo, neuronas realizar las funciones de procesamiento de la información entrante y, en particular, asegurar el cierre de los arcos reflejos. Los cuerpos de estas neuronas se encuentran en la materia gris del cerebro y la médula espinal.

neuronas eferentes también realizan la función de procesar la información recibida y transmitir impulsos nerviosos eferentes desde el cerebro y la médula espinal a las células de los órganos ejecutivos (efectores).

Actividad integradora de una neurona.

Cada neurona recibe una gran cantidad de señales a través de numerosas sinapsis ubicadas en sus dendritas y cuerpo, así como a través de receptores moleculares en membranas plasmáticas, citoplasma y núcleo. En la señalización se utilizan muchos tipos diferentes de neurotransmisores, neuromoduladores y otras moléculas de señalización. Obviamente, para formar una respuesta a la recepción simultánea de múltiples señales, la neurona debe ser capaz de integrarlas.

Se incluye en el concepto el conjunto de procesos que aseguran el procesamiento de las señales entrantes y la formación de una respuesta neuronal a las mismas. actividad integradora de la neurona.

La percepción y el procesamiento de las señales que llegan a la neurona se lleva a cabo con la participación de las dendritas, el cuerpo celular y el axón de la neurona (Fig. 4).

Arroz. 4. Integración de señales por una neurona.

Una de las opciones para su procesamiento e integración (suma) es la transformación en sinapsis y la suma de potenciales postsinápticos en la membrana del cuerpo y procesos de la neurona. Las señales percibidas se convierten en las sinapsis en fluctuaciones en la diferencia de potencial de la membrana postsináptica (potenciales postsinápticos). Según el tipo de sinapsis, la señal recibida se puede convertir en un pequeño cambio despolarizante (0,5-1,0 mV) en la diferencia de potencial (EPSP: las sinapsis se muestran en el diagrama como círculos claros) o hiperpolarizante (TPSP: las sinapsis se muestran en el diagrama). diagrama como círculos negros). Muchas señales pueden llegar simultáneamente a diferentes puntos de la neurona, algunas de las cuales se transforman en EPSP y otras en IPSP.

Estas oscilaciones de la diferencia de potencial se propagan con la ayuda de corrientes circulares locales a lo largo de la membrana de la neurona en dirección al montículo del axón en forma de ondas de despolarización (en el diagrama blanco) e hiperpolarización (en el diagrama negro), superponiéndose entre sí. (secciones en el diagrama). color gris). Con esta superposición de la amplitud de las ondas de una dirección, se suman, y las opuestas se reducen (suavizan). Esta suma algebraica de la diferencia de potencial a través de la membrana se llama suma espacial(Fig. 4 y 5). El resultado de esta suma puede ser la despolarización de la membrana del montículo del axón y la generación de un impulso nervioso (casos 1 y 2 en la Fig. 4), o su hiperpolarización y prevención de la aparición de un impulso nervioso (casos 3 y 4 en la Fig. . 4).

Para cambiar la diferencia de potencial de la membrana del montículo del axón (alrededor de 30 mV) a Ek, debe despolarizarse entre 10 y 20 mV. Esto conducirá a la apertura de los canales de sodio dependientes de voltaje presentes en él y la generación de un impulso nervioso. Dado que la despolarización de la membrana puede alcanzar hasta 1 mV al recibir un AP y su transformación en EPSP, y toda la propagación al axón colículo ocurre con atenuación, la generación de un impulso nervioso requiere la entrega simultánea de 40 a 80 impulsos nerviosos de otros neuronas a la neurona a través de sinapsis excitatorias y sumando la misma cantidad de EPSP.

Arroz. 5. Suma espacial y temporal de EPSP por una neurona; a - EPSP a un solo estímulo; y - EPSP a la estimulación múltiple de diferentes aferentes; c - EPSP para estimulación frecuente a través de una sola fibra nerviosa

Si en este momento una neurona recibe una cierta cantidad de impulsos nerviosos a través de sinapsis inhibidoras, entonces será posible su activación y generación de un impulso nervioso de respuesta con un aumento simultáneo en el flujo de señales a través de sinapsis excitatorias. En condiciones en las que las señales que llegan a través de las sinapsis inhibidoras provocan una hiperpolarización de la membrana de la neurona, igual o mayor que la despolarización causada por las señales que llegan a través de las sinapsis excitatorias, la despolarización de la membrana del axón colículo será imposible, la neurona no generará impulsos nerviosos y se volverá inactiva. .

La neurona también realiza suma de tiempo Las señales EPSP e IPTS le llegan casi simultáneamente (ver Fig. 5). Los cambios en la diferencia de potencial causados ​​por ellos en las áreas casi sinápticas también se pueden resumir algebraicamente, lo que se denomina suma temporal.

Así, cada impulso nervioso generado por una neurona, así como el periodo de silencio de una neurona, contiene información recibida de muchas otras células nerviosas. Por lo general, cuanto mayor sea la frecuencia de las señales que llegan a la neurona desde otras células, con mayor frecuencia genera impulsos nerviosos de respuesta que se envían a lo largo del axón a otras células nerviosas o efectoras.

Debido al hecho de que hay canales de sodio (aunque en un número pequeño) en la membrana del cuerpo de la neurona e incluso en sus dendritas, el potencial de acción que surge en la membrana del axón puede extenderse al cuerpo y a una parte de las dendritas de la neurona. El significado de este fenómeno no está lo suficientemente claro, pero se supone que el potencial de acción que se propaga suaviza momentáneamente todas las corrientes locales en la membrana, anula los potenciales y contribuye a una percepción más eficiente de la nueva información por parte de la neurona.

Los receptores moleculares participan en la transformación e integración de las señales que llegan a la neurona. Al mismo tiempo, su estimulación por moléculas señalizadoras puede provocar cambios en el estado de los canales iónicos iniciados (por proteínas G, segundos mediadores), transformación de las señales percibidas en fluctuaciones en la diferencia de potencial de la membrana neuronal, suma y formación de una respuesta neuronal en forma de generación de un impulso nervioso o su inhibición.

La transformación de señales por parte de los receptores moleculares metabotrópicos de la neurona va acompañada de su respuesta en forma de cascada de transformaciones intracelulares. La respuesta de la neurona en este caso puede ser una aceleración del metabolismo global, un aumento en la formación de ATP, sin el cual es imposible aumentar su actividad funcional. Utilizando estos mecanismos, la neurona integra las señales recibidas para mejorar la eficiencia de su propia actividad.

Las transformaciones intracelulares en una neurona, iniciadas por las señales recibidas, a menudo conducen a un aumento en la síntesis de moléculas de proteína que realizan las funciones de receptores, canales iónicos y transportadores en la neurona. Al aumentar su número, la neurona se adapta a la naturaleza de las señales entrantes, aumentando la sensibilidad a las más significativas y debilitándose a las menos significativas.

La recepción por una neurona de una serie de señales puede ir acompañada de la expresión o represión de determinados genes, por ejemplo, los que controlan la síntesis de neuromoduladores de naturaleza peptídica. Dado que se envían a las terminales axónicas de la neurona y se utilizan en ellas para potenciar o debilitar la acción de sus neurotransmisores sobre otras neuronas, la neurona, en respuesta a las señales que recibe, puede, dependiendo de la información recibida, tener un efecto más fuerte. o un efecto más débil sobre otras células nerviosas controladas por él. Teniendo en cuenta que la acción moduladora de los neuropéptidos puede durar mucho tiempo, la influencia de una neurona sobre otras células nerviosas también puede durar mucho tiempo.

Por lo tanto, debido a la capacidad de integrar varias señales, una neurona puede responder sutilmente a ellas con una amplia gama de respuestas que le permiten adaptarse efectivamente a la naturaleza de las señales entrantes y usarlas para regular las funciones de otras células.

circuitos neuronales

Las neuronas del SNC interactúan entre sí, formando varias sinapsis en el punto de contacto. Las espumas neurales resultantes aumentan considerablemente la funcionalidad del sistema nervioso. Los circuitos neuronales más comunes incluyen: circuitos neuronales locales, jerárquicos, convergentes y divergentes con una entrada (Fig. 6).

Circuitos neuronales locales formado por dos o más neuronas. En este caso, una de las neuronas (1) cederá su colateral axonal a la neurona (2), formando una sinapsis axosomática sobre su cuerpo, y la segunda formará una sinapsis axonal sobre el cuerpo de la primera neurona. Los locales pueden servir como trampas en las que los impulsos nerviosos son capaces de circular durante mucho tiempo en un círculo formado por varias neuronas.

El Profesor I.A. Vetokhin en experimentos sobre el anillo nervioso de la medusa.

La circulación circular de los impulsos nerviosos a lo largo de los circuitos neuronales locales realiza la función de transformación del ritmo de excitación, brinda la posibilidad de una excitación prolongada después del cese de las señales que les llegan y participa en los mecanismos de almacenamiento de la información entrante.

Los circuitos locales también pueden realizar una función de frenado. Un ejemplo de ello es la inhibición recurrente, que se realiza en el circuito neural local más simple de la médula espinal, formado por la motoneurona a y la célula de Renshaw.

Arroz. 6. Los circuitos neurales más simples del SNC. Descripción en texto

En este caso, la excitación que ha surgido en la motoneurona se propaga a lo largo de la rama del axón, activa la célula de Renshaw, que inhibe la a-motoneurona.

cadenas convergentes están formados por varias neuronas, en una de las cuales (generalmente eferente) convergen o convergen los axones de varias otras células. Dichos circuitos están ampliamente distribuidos en el SNC. Por ejemplo, los axones de muchas neuronas en los campos sensoriales de la corteza convergen en las neuronas piramidales de la corteza motora primaria. Los axones de miles de neuronas sensoriales e intercalares convergen en las neuronas motoras de las astas ventrales de la médula espinal. varios niveles SNC. Los circuitos convergentes juegan un papel importante en la integración de señales por parte de las neuronas eferentes y en la coordinación de procesos fisiológicos.

Cadenas divergentes con una entrada Están formados por una neurona con un axón ramificado, cada una de cuyas ramas forma una sinapsis con otra célula nerviosa. Estos circuitos realizan las funciones de transmitir señales simultáneamente desde una neurona a muchas otras neuronas. Esto se logra gracias a la fuerte ramificación (formación de varios miles de ramas) del axón. Tales neuronas a menudo se encuentran en los núcleos de la formación reticular del tronco encefálico. Ellos proveen aumento rápido excitabilidad de numerosas partes del cerebro y movilización de sus reservas funcionales.

Cada estructura del cuerpo humano consta de tejidos específicos inherentes al órgano o sistema. En el tejido nervioso: una neurona (neurocito, nervio, neurona, fibra nerviosa). ¿Qué son las neuronas cerebrales? Esta es una unidad estructural y funcional del tejido nervioso, que forma parte del cerebro. Además de la definición anatómica de una neurona, también existe una funcional: es una célula excitada por impulsos eléctricos que es capaz de procesar, almacenar y transmitir información a otras neuronas mediante señales químicas y eléctricas.

La estructura de la célula nerviosa no es tan complicada, en comparación con las células específicas de otros tejidos, también determina su función. neurocito consiste en un cuerpo (otro nombre es soma) y procesos: un axón y una dendrita. Cada elemento de la neurona realiza su función. El soma está rodeado por una capa de tejido adiposo que sólo permite el paso de sustancias liposolubles. En el interior del cuerpo se encuentra el núcleo y otros orgánulos: ribosomas, retículo endoplásmico y otros.

Además de las neuronas reales, el cerebro está dominado por siguientes celdas, a saber: glial células. A menudo se los denomina pegamento cerebral por su función: la glía sirve como una función de soporte para las neuronas, brindándoles un entorno. El tejido glial permite que el tejido nervioso se regenere, se nutra y ayuda a crear un impulso nervioso.

El número de neuronas en el cerebro siempre ha sido de interés para los investigadores en el campo de la neurofisiología. Así, el número de células nerviosas osciló entre 14 mil millones y 100. La última investigación de expertos brasileños encontró que el número de neuronas promedia 86 mil millones de células.

ramificaciones

Las herramientas en manos de la neurona son los procesos, gracias a los cuales la neurona es capaz de realizar su función como transmisora ​​y almacenadora de información. Son los procesos los que forman una amplia red nerviosa, lo que permite que la psique humana se desarrolle en todo su esplendor. Existe el mito de que las capacidades mentales de una persona dependen del número de neuronas o del peso del cerebro, pero no es así: aquellas personas cuyos campos y subcampos del cerebro están muy desarrollados (varias veces más) se convierten en genios. Debido a esto, los campos responsables de ciertas funciones podrán realizar estas funciones de manera más creativa y rápida.

axón

Un axón es un proceso largo de una neurona que transmite impulsos nerviosos desde el soma del nervio a otras células u órganos similares inervados por una determinada sección de la columna nerviosa. La naturaleza dotó a los vertebrados de una bonificación: fibra de mielina, en cuya estructura hay células de Schwann, entre las cuales hay pequeñas áreas vacías: las intersecciones de Ranvier. A lo largo de ellos, como una escalera, los impulsos nerviosos saltan de un área a otra. Esta estructura le permite acelerar la transferencia de información a veces (hasta unos 100 metros por segundo). La velocidad de movimiento de un impulso eléctrico a lo largo de una fibra que no tiene mielina tiene un promedio de 2-3 metros por segundo.

dendritas

Otro tipo de procesos de la célula nerviosa - dendritas. A diferencia de un axón largo e ininterrumpido, una dendrita es una estructura corta y ramificada. Este proceso no está involucrado en la transmisión de información, sino solo en su recepción. Entonces, la excitación llega al cuerpo de una neurona con la ayuda de ramas cortas de dendritas. La complejidad de la información que una dendrita puede recibir está determinada por sus sinapsis (receptores nerviosos específicos), es decir, su diámetro de superficie. Las dendritas, debido a la gran cantidad de sus espinas, son capaces de establecer cientos de miles de contactos con otras células.

Metabolismo en una neurona

Una característica distintiva de las células nerviosas es su metabolismo. El metabolismo en el neurocito se distingue por su alta velocidad y el predominio de los procesos aeróbicos (basados ​​en oxígeno). Esta característica de la célula se explica por el hecho de que el trabajo del cerebro consume mucha energía y su necesidad de oxígeno es grande. A pesar de que el peso del cerebro es solo el 2% del peso de todo el cuerpo, su consumo de oxígeno es de aproximadamente 46 ml/min, que es el 25% del consumo total del cuerpo.

La principal fuente de energía para el tejido cerebral, además del oxígeno, es glucosa donde sufre complejas transformaciones bioquímicas. En última instancia, se libera una gran cantidad de energía de los compuestos de azúcar. Por lo tanto, la pregunta de cómo mejorar las conexiones neuronales del cerebro puede responderse: comer alimentos que contengan compuestos de glucosa.

funciones de una neurona

A pesar de la estructura relativamente simple, la neurona tiene muchas funciones, las principales de las cuales son las siguientes:

• percepción de irritación;
• procesamiento de estímulos;
• transmisión de impulsos;
• formación de una respuesta.

Funcionalmente, las neuronas se dividen en tres grupos:

Aferente(sensible o sensorial). Las neuronas de este grupo perciben, procesan y envían impulsos eléctricos al sistema nervioso central. Tales células están ubicadas anatómicamente fuera del SNC, pero en los grupos neuronales espinales (ganglios), o los mismos grupos de nervios craneales.

Intermediarios(Además, estas neuronas que no se extienden más allá de la médula espinal y el cerebro se llaman intercalares). El propósito de estas células es proporcionar contacto entre los neurocitos. Se encuentran en todas las capas del sistema nervioso.

Eferente(motor, motricidad). Esta categoría de células nerviosas es responsable de la transmisión de impulsos químicos a los órganos ejecutores inervados, asegurando su desempeño y estableciendo su estado funcional.

Además, otro grupo se distingue funcionalmente en el sistema nervioso: nervios inhibitorios (responsables de inhibir la excitación celular). Tales celdas contrarrestan la propagación del potencial eléctrico.

Clasificación de las neuronas

Las células nerviosas son diversas como tales, por lo que las neuronas se pueden clasificar según sus diferentes parámetros y atributos, a saber:

• forma del cuerpo Los neurocitos se encuentran en diferentes partes del cerebro. Diferentes formas bagre:
  • estrellado;
  • en forma de huso;
  • piramidal (células de Betz).
• Por el número de brotes:
  • unipolar: tiene un proceso;
  • bipolar: dos procesos se localizan en el cuerpo;
  • multipolar: en bagre células similares se localizan tres o más procesos.
• Características de contacto de la superficie de la neurona:
  • axo-somático. En este caso, el axón contacta con el soma de la célula vecina del tejido nervioso;
  • axo-dendrítica. Este tipo de contacto implica la conexión de un axón y una dendrita;
  • axo-axonal. El axón de una neurona tiene conexiones con el axón de otra neurona.

tipos de neuronas

Para realizar movimientos conscientes es necesario que el impulso formado en las circunvoluciones motoras del cerebro pueda llegar a los músculos necesarios. Así, se distinguen los siguientes tipos de neuronas: neurona motora central y periférica.

El primer tipo de células nerviosas se origina en la circunvolución central anterior, ubicada frente al surco más grande del cerebro, es decir, de las células piramidales de Betz. Además, los axones de la neurona central se adentran en los hemisferios y atraviesan la cápsula interna del cerebro.

Los neurocitos motores periféricos están formados por neuronas motoras de las astas anteriores de la médula espinal. Sus axones alcanzan diversas formaciones, como plexos, grupos de nervios espinales y, lo que es más importante, los músculos activos.

Desarrollo y crecimiento de las neuronas.

Una célula nerviosa se origina a partir de una célula precursora. En desarrollo, los primeros comienzan a crecer axones, las dendritas maduran un poco más tarde. Al final de la evolución del proceso neurocito, se forma una pequeña densificación de forma irregular cerca del soma de la célula. Esta formación se llama cono de crecimiento. Contiene mitocondrias, neurofilamentos y túbulos. Los sistemas de receptores de la célula maduran gradualmente y las regiones sinápticas del neurocito se expanden.

Conductores de caminos

El sistema nervioso tiene sus esferas de influencia en todo el cuerpo. Con la ayuda de fibras conductoras, se lleva a cabo la regulación nerviosa de sistemas, órganos y tejidos. El cerebro, gracias a un amplio sistema de vías, controla por completo el estado anatómico y funcional de cualquier estructura del cuerpo. Riñones, hígado, estómago, músculos y otros: todo esto es inspeccionado por el cerebro, coordinando y regulando cuidadosa y minuciosamente cada milímetro de tejido. Y en caso de fallo, corrige y selecciona el modelo de comportamiento adecuado. Así, gracias a las vías, el cuerpo humano se distingue por su autonomía, autorregulación y adaptabilidad al medio exterior.

Vías del cerebro

Una vía es un conjunto de células nerviosas cuya función es intercambiar información entre varios sitios cuerpo.

• Fibras nerviosas asociativas. Estas células conectan varios centros nerviosos que se encuentran en el mismo hemisferio.
• fibras comisurales. Este grupo es responsable del intercambio de información entre centros similares del cerebro.
• Fibras nerviosas proyectivas. Esta categoría de fibras articula el cerebro con la médula espinal.
• vías exteroceptivas. Transportan impulsos eléctricos desde la piel y otros órganos de los sentidos hasta la médula espinal.
• propioceptivo. Este grupo de vías lleva señales de tendones, músculos, ligamentos y articulaciones.
• Vías interoceptivas. Las fibras de este tracto se originan en órganos internos, vasos y mesenterio intestinal.

Interacción con neurotransmisores

Las neuronas de diferentes ubicaciones se comunican entre sí mediante impulsos eléctricos. naturaleza química. Entonces, ¿cuál es la base de su educación? Existen los llamados neurotransmisores (neurotransmisores), compuestos químicos complejos. En la superficie del axón hay una sinapsis nerviosa, una superficie de contacto. Por un lado está la hendidura presináptica y por el otro la hendidura postsináptica. Hay una brecha entre ellos: esta es la sinapsis. En la parte presináptica del receptor existen sacos (vesículas) que contienen una determinada cantidad de neurotransmisores (quantum).

Cuando el impulso se acerca a la primera parte de la sinapsis, se inicia un complejo mecanismo de cascada bioquímica, como resultado de lo cual se abren los sacos con mediadores y los cuantos de sustancias mediadoras fluyen suavemente hacia el espacio. En esta etapa, el impulso desaparece y reaparece solo cuando los neurotransmisores alcanzan la hendidura postsináptica. Luego, los procesos bioquímicos se activan nuevamente con la apertura de la puerta para los mediadores, y aquellos, que actúan sobre los receptores más pequeños, se convierten en un impulso eléctrico, que se adentra más en las fibras nerviosas.

Por su parte, se distinguen diferentes grupos de estos mismos neurotransmisores, a saber:

• Los neurotransmisores inhibidores son un grupo de sustancias que tienen un efecto inhibidor sobre la excitación. Éstos incluyen:
  • ácido gamma-aminobutírico (GABA);
  • glicina.
• Mediadores excitatorios:
  • acetilcolina;
  • dopamina;
  • serotonina;
  • norepinefrina;
  • adrenalina.

¿Se recuperan las células nerviosas?

Durante mucho tiempo se pensó que las neuronas eran incapaces de dividirse. Sin embargo, tal afirmación, según la investigación moderna, resultó ser falsa: en algunas partes del cerebro ocurre el proceso de neurogénesis de los precursores de los neurocitos. Además, el tejido cerebral tiene una extraordinaria capacidad de neuroplasticidad. Hay muchos casos en los que una parte sana del cerebro se hace cargo de la función de una dañada.

Muchos expertos en el campo de la neurofisiología se preguntaron cómo restaurar las neuronas cerebrales. Investigaciones recientes realizadas por científicos estadounidenses revelaron que para la regeneración oportuna y adecuada de los neurocitos, no es necesario utilizar medicamentos caros. Para hacer esto, solo necesita hacer el horario de sueño correcto y comer bien con la inclusión de vitaminas B y alimentos bajos en calorías en la dieta.

Si hay una violación de las conexiones neuronales del cerebro, pueden recuperarse. Sin embargo, existen patologías graves de las conexiones y vías nerviosas, como la enfermedad de la motoneurona. Entonces es necesario acudir a la atención clínica especializada, donde los neurólogos puedan averiguar la causa de la patología y realizar el tratamiento adecuado.

Las personas que han consumido o consumido alcohol anteriormente a menudo se preguntan cómo restaurar las neuronas cerebrales después del alcohol. El especialista respondería que para ello es necesario trabajar sistemáticamente en su salud. El complejo de actividades incluye una dieta equilibrada, ejercicio regular, actividad mental, caminatas y viajes. Se ha comprobado que las conexiones neuronales del cerebro se desarrollan a través del estudio y la contemplación de información que es categóricamente nueva para una persona.

En las condiciones de un exceso de información innecesaria, la existencia de un mercado de comida rápida y un estilo de vida sedentario, el cerebro es cualitativamente susceptible a varios daños. Aterosclerosis, formación de trombos en los vasos, estrés crónico, infecciones: todo esto es un camino directo para obstruir el cerebro. A pesar de esto, existen medicamentos que restauran las células cerebrales. El grupo principal y popular son los nootrópicos. Las preparaciones de esta categoría estimulan el metabolismo en los neurocitos, aumentan la resistencia a la deficiencia de oxígeno y tienen un efecto positivo en varios procesos mentales (memoria, atención, pensamiento). Además de los nootrópicos, el mercado farmacéutico ofrece medicamentos que contienen ácido nicotínico, fortaleciendo las paredes de los vasos sanguíneos, y otros. Cabe recordar que la restauración de las conexiones neuronales del cerebro al tomar varias drogas es un proceso largo.

El efecto del alcohol en el cerebro.

El alcohol tiene un efecto negativo en todos los órganos y sistemas, y especialmente en el cerebro. El alcohol etílico penetra fácilmente las barreras protectoras del cerebro. El metabolito del alcohol, el acetaldehído, es una seria amenaza para las neuronas: la alcohol deshidrogenasa (una enzima que procesa el alcohol en el hígado) extrae más líquido, incluida el agua, del cerebro durante el procesamiento por parte del cuerpo. Por lo tanto, los compuestos de alcohol simplemente secan el cerebro, extrayendo agua de él, como resultado de lo cual se produce la atrofia de las estructuras cerebrales y la muerte celular. En el caso de un solo uso de alcohol, tales procesos son reversibles, lo que no se puede decir sobre la ingesta crónica de alcohol, cuando, además de los cambios orgánicos, se forman características patocaracterológicas estables de un alcohólico. Más información detallada sobre cómo sucede "El efecto del alcohol en el cerebro".

tejido nervioso- el principal elemento estructural del sistema nervioso. A composición del tejido nervioso contiene células nerviosas altamente especializadas neuronas, y células neurogliales realizando funciones de soporte, secretoras y protectoras.

Neurona Es la principal unidad estructural y funcional del tejido nervioso. Estas células son capaces de recibir, procesar, codificar, transmitir y almacenar información, establecer contactos con otras células. Las características únicas de una neurona son la capacidad de generar descargas bioeléctricas (impulsos) y transmitir información a lo largo de los procesos de una célula a otra utilizando terminaciones especializadas.

El desempeño de las funciones de una neurona se ve facilitado por la síntesis en su axoplasma de sustancias-transmisores-neurotransmisores: acetilcolina, catecolaminas, etc.

El número de neuronas cerebrales se aproxima a 10 11 . Una neurona puede tener hasta 10.000 sinapsis. Si estos elementos se consideran células de almacenamiento de información, entonces podemos concluir que el sistema nervioso puede almacenar 10 19 unidades. información, es decir capaz de contener casi todo el conocimiento acumulado por la humanidad. Por lo tanto, la noción de que el cerebro humano recuerda todo lo que sucede en el cuerpo y cuando se comunica con el entorno es bastante razonable. Sin embargo, el cerebro no puede extraer de toda la información que está almacenada en él.

Ciertos tipos de organización neuronal son característicos de varias estructuras cerebrales. Las neuronas que regulan una sola función forman los llamados grupos, conjuntos, columnas, núcleos.

Las neuronas difieren en estructura y función.

Por estructura(dependiendo del número de procesos que se extienden desde el cuerpo celular) distinguen unipolar(con un proceso), bipolar (con dos procesos) y multipolar(con muchos procesos) neuronas.

Según propiedades funcionales asignar aferente(o centrípeto) neuronas que transportan la excitación de los receptores en, eferente, motor, neuronas motoras(o centrífugo), que transmite la excitación del sistema nervioso central al órgano inervado, y intercalar, contacto o intermedio neuronas que conectan neuronas aferentes y eferentes.

Las neuronas aferentes son unipolares, sus cuerpos se encuentran en los ganglios espinales. El proceso que se extiende desde el cuerpo celular se divide en forma de T en dos ramas, una de las cuales va al sistema nervioso central y realiza la función de un axón, y la otra se acerca a los receptores y es una dendrita larga.

La mayoría de las neuronas eferentes e intercalares son multipolares (Fig. 1). Las neuronas intercalares multipolares se encuentran en gran número en los cuernos posteriores de la médula espinal y también se encuentran en todas las demás partes del sistema nervioso central. También pueden ser bipolares, como las neuronas retinianas que tienen una dendrita de ramificación corta y un axón largo. Las neuronas motoras se localizan principalmente en los cuernos anteriores de la médula espinal.

Arroz. 1. La estructura de la célula nerviosa:

1 - microtúbulos; 2 - un largo proceso de una célula nerviosa (axón); 3 - retículo endoplásmico; 4 - núcleo; 5 - neuroplasma; 6 - dendritas; 7 - mitocondrias; 8 - nucléolo; 9 - vaina de mielina; 10 - intercepción de Ranvier; 11 - el final del axón

neuroglia

neuroglia, o glía, - un conjunto de elementos celulares del tejido nervioso, formado por células especializadas de diversas formas.

Fue descubierta por R. Virchow y nombrada por él neuroglia, que significa "pegamento nervioso". Las células de neuroglia llenan el espacio entre las neuronas y representan el 40% del volumen del cerebro. Las células gliales son 3 o 4 veces más pequeñas que las células nerviosas; su número en el SNC de los mamíferos alcanza los 140 mil millones Con la edad, el número de neuronas en el cerebro humano disminuye y el número de células gliales aumenta.

Se ha establecido que la neuroglia está relacionada con el metabolismo en el tejido nervioso. Algunas células de neuroglia secretan sustancias que afectan el estado de excitabilidad de las neuronas. Se observa que la secreción de estas células cambia en varios estados mentales. Los procesos de rastreo a largo plazo en el SNC están asociados con el estado funcional de la neuroglia.

Tipos de células gliales

Según la naturaleza de la estructura de las células gliales y su ubicación en el SNC, se distinguen:

• astrocitos (astroglia);
• oligodendrocitos (oligodendroglia);
• células microgliales (microglia);
• células de Schwann.

Las células gliales realizan funciones de apoyo y protección para las neuronas. Están incluidos en la estructura. astrocitos son las celulas gliales mas numerosas, llenando los espacios entre las neuronas y cubriendolas. Evitan la propagación de neurotransmisores que se difunden desde la hendidura sináptica hacia el SNC. Los astrocitos tienen receptores para neurotransmisores, cuya activación puede provocar fluctuaciones en la diferencia de potencial de membrana y cambios en el metabolismo de los astrocitos.

Los astrocitos rodean estrechamente los capilares de los vasos sanguíneos del cerebro, ubicados entre ellos y las neuronas. Sobre esta base, se sugiere que los astrocitos juegan un papel importante en el metabolismo de las neuronas, regulando la permeabilidad capilar para ciertas sustancias.

Una de las funciones importantes de los astrocitos es su capacidad para absorber el exceso de iones K+, que pueden acumularse en el espacio intercelular durante la actividad neuronal alta. Los canales gap se forman en las áreas de estrecha adherencia de los astrocitos, a través de los cuales los astrocitos pueden intercambiar varios iones pequeños y, en particular, iones K+. Esto aumenta su capacidad para absorber iones K+. Acumulación incontrolada de iones K+ en el espacio interneuronal. conduciría a un aumento en la excitabilidad de las neuronas. Por lo tanto, los astrocitos, al absorber un exceso de iones K+ del líquido intersticial, evitan un aumento en la excitabilidad de las neuronas y la formación de focos de actividad neuronal aumentada. La aparición de tales focos en el cerebro humano puede ir acompañada del hecho de que sus neuronas generan una serie de impulsos nerviosos, que se denominan descargas convulsivas.

Los astrocitos participan en la eliminación y destrucción de los neurotransmisores que ingresan a los espacios extrasinápticos. Así, evitan la acumulación de neurotransmisores en los espacios interneuronales, lo que podría conducir a una disfunción cerebral.

Las neuronas y los astrocitos están separados por espacios intercelulares de 15 a 20 µm, llamado espacio intersticial. Los espacios intersticiales ocupan hasta el 12-14% del volumen cerebral. Una propiedad importante de los astrocitos es su capacidad para absorber CO2 del líquido extracelular de estos espacios y, por lo tanto, mantener un estado estable. pH cerebral.

Los astrocitos están involucrados en la formación de interfaces entre el tejido nervioso y los vasos cerebrales, el tejido nervioso y las membranas cerebrales en el proceso de crecimiento y desarrollo del tejido nervioso.

Oligodendrocitos caracterizado por la presencia de un pequeño número de procesos cortos. Una de sus principales funciones es formación de la vaina de mielina de las fibras nerviosas dentro del SNC. Estas células también se encuentran muy cerca de los cuerpos de las neuronas, pero se desconoce el significado funcional de este hecho.

células microgliales constituyen del 5 al 20% del número total de células gliales y están dispersas por todo el SNC. Se ha establecido que los antígenos de su superficie son idénticos a los antígenos de los monocitos sanguíneos. Esto indica su origen en el mesodermo, penetración en el tejido nervioso durante el desarrollo embrionario y posterior transformación en células microgliales morfológicamente reconocibles. En este sentido, generalmente se acepta que la función más importante de la microglía es proteger el cerebro. Se ha demostrado que cuando se daña el tejido nervioso, aumenta el número de células fagocíticas debido a los macrófagos sanguíneos y la activación de las propiedades fagocíticas de la microglía. Eliminan neuronas muertas, células gliales y sus elementos estructurales, fagocitan partículas extrañas.

células de Schwann forman la vaina de mielina de las fibras nerviosas periféricas fuera del SNC. La membrana de esta célula se envuelve repetidamente y el grosor de la vaina de mielina resultante puede exceder el diámetro de la fibra nerviosa. La longitud de las secciones mielinizadas de la fibra nerviosa es de 1-3 mm. En los intervalos entre ellos (intersecciones de Ranvier), la fibra nerviosa permanece recubierta únicamente por una membrana superficial que posee excitabilidad.

Una de las propiedades más importantes de la mielina es su alta resistencia corriente eléctrica. Se debe al alto contenido en esfingomielina y otros fosfolípidos de la mielina, que le confieren propiedades aislantes de la corriente. En áreas de la fibra nerviosa cubiertas con mielina, el proceso de generación de impulsos nerviosos es imposible. Los impulsos nerviosos se generan solo en la membrana de intercepción de Ranvier, que proporciona una mayor velocidad de conducción del impulso nervioso en las fibras nerviosas mielinizadas en comparación con las no mielinizadas.

Se sabe que la estructura de la mielina puede alterarse fácilmente en daños infecciosos, isquémicos, traumáticos y tóxicos del sistema nervioso. Al mismo tiempo, se desarrolla el proceso de desmielinización de las fibras nerviosas. Especialmente a menudo se desarrolla desmielinización en la enfermedad de esclerosis múltiple. Como resultado de la desmielinización, disminuye la velocidad de conducción de los impulsos nerviosos a lo largo de las fibras nerviosas, disminuye la velocidad de envío de información al cerebro desde los receptores y desde las neuronas a los órganos ejecutivos. Esto puede conducir a una sensibilidad sensorial alterada, trastornos del movimiento, regulación de los órganos internos y otras consecuencias graves.

Estructura y funciones de las neuronas.

Neurona(célula nerviosa) es una unidad estructural y funcional.

La estructura anatómica y las propiedades de la neurona aseguran su implantación funciones principales: implementación del metabolismo, obtención de energía, percepción de diversas señales y su procesamiento, formación o participación en respuestas, generación y conducción de impulsos nerviosos, combinación de neuronas en circuitos neuronales que proporcionan tanto las reacciones reflejas más simples como funciones integradoras superiores del cerebro.

Las neuronas consisten en un cuerpo de una célula nerviosa y procesos: un axón y dendritas.

Arroz. 2. Estructura de una neurona

cuerpo de la célula nerviosa

Cuerpo (pericarion, soma) La neurona y sus procesos están cubiertos por una membrana neuronal. La membrana del cuerpo celular difiere de la membrana del axón y las dendritas en el contenido de varios receptores, la presencia en él.

En el cuerpo de una neurona hay un neuroplasma y un núcleo delimitado por membranas, un retículo endoplásmico rugoso y liso, el aparato de Golgi y las mitocondrias. Los cromosomas del núcleo de las neuronas contienen un conjunto de genes que codifican la síntesis de proteínas necesarias para la formación de la estructura y ejecución de las funciones del cuerpo de la neurona, sus procesos y sinapsis. Estas son proteínas que realizan las funciones de enzimas, transportadores, canales iónicos, receptores, etc. Algunas proteínas realizan funciones en el neuroplasma, mientras que otras están incrustadas en las membranas de los orgánulos, el soma y los procesos de la neurona. Algunas de ellas, por ejemplo, las enzimas necesarias para la síntesis de neurotransmisores, llegan a la terminal del axón mediante transporte axonal. En el cuerpo celular se sintetizan péptidos que son necesarios para la actividad vital de axones y dendritas (por ejemplo, factores de crecimiento). Por lo tanto, cuando el cuerpo de una neurona se daña, sus procesos degeneran y colapsan. Si se conserva el cuerpo de la neurona y se daña el proceso, se produce su recuperación lenta (regeneración) y la restauración de la inervación de los músculos u órganos denervados.

El sitio de síntesis de proteínas en los cuerpos de las neuronas es el retículo endoplásmico rugoso (gránulos de tigre o cuerpos de Nissl) o ribosomas libres. Su contenido en las neuronas es mayor que en las células gliales u otras células del cuerpo. En el retículo endoplásmico liso y el aparato de Golgi, las proteínas adquieren su conformación espacial característica, se clasifican y envían a corrientes de transporte a las estructuras del cuerpo celular, dendritas o axón.

En numerosas mitocondrias de las neuronas, como resultado de los procesos de fosforilación oxidativa, se forma ATP, cuya energía se utiliza para mantener la actividad vital de la neurona, el funcionamiento de las bombas de iones y mantener la asimetría de las concentraciones de iones en ambos lados. de la membrana En consecuencia, la neurona está en constante preparación no solo para percibir varias señales, sino también para responder a ellas: la generación de impulsos nerviosos y su uso para controlar las funciones de otras células.

En los mecanismos de percepción de diversas señales por parte de las neuronas, participan los receptores moleculares de la membrana del cuerpo celular, los receptores sensoriales formados por las dendritas y las células sensibles de origen epitelial. Las señales de otras células nerviosas pueden llegar a la neurona a través de numerosas sinapsis formadas en las dendritas o en el gel de la neurona.

Dendritas de una célula nerviosa

dendritas las neuronas forman un árbol dendrítico, cuya naturaleza de ramificación y tamaño dependen del número de contactos sinápticos con otras neuronas (Fig. 3). Sobre las dendritas de una neurona hay miles de sinapsis formadas por los axones o dendritas de otras neuronas.

Arroz. 3. Contactos sinápticos de la interneurona. Las flechas de la izquierda muestran el flujo de señales aferentes a las dendritas y el cuerpo de la interneurona, a la derecha, la dirección de propagación de las señales eferentes de la interneurona a otras neuronas.

Las sinapsis pueden ser heterogéneas tanto en función (inhibidora, excitadora) como en el tipo de neurotransmisor utilizado. La membrana dendrítica involucrada en la formación de sinapsis es su membrana postsináptica, que contiene receptores (canales iónicos dependientes de ligando) para el neurotransmisor utilizado en esta sinapsis.

Las sinapsis excitatorias (glutamatérgicas) se localizan principalmente en la superficie de las dendritas, donde hay elevaciones o excrecencias (1-2 micrones), llamadas espinas Hay canales en la membrana de las espinas, cuya permeabilidad depende de la diferencia de potencial transmembrana. En el citoplasma de las dendritas en la región de las espinas, se encontraron mensajeros secundarios de transducción de señales intracelulares, así como ribosomas, en los que se sintetiza proteína en respuesta a señales sinápticas. Se desconoce el papel exacto de las espinas, pero está claro que aumentan el área de superficie del árbol dendrítico para la formación de sinapsis. Las espinas también son estructuras neuronales para recibir señales de entrada y procesarlas. Las dendritas y las espinas aseguran la transmisión de información desde la periferia hasta el cuerpo de la neurona. La membrana dendrítica se polariza durante la siega debido a la distribución asimétrica de los iones minerales, el funcionamiento de las bombas iónicas y la presencia de canales iónicos en ella. Estas propiedades subyacen a la transferencia de información a través de la membrana en forma de corrientes circulares locales (electrotónicamente) que se producen entre las membranas postsinápticas y las áreas de la membrana dendrítica adyacentes a ellas.

Las corrientes locales durante su propagación a lo largo de la membrana de la dendrita se atenúan, pero resultan ser de magnitud suficiente para transmitir a la membrana del cuerpo de la neurona las señales que han llegado a través de las entradas sinápticas a las dendritas. Aún no se han encontrado canales de sodio y potasio dependientes de voltaje en la membrana dendrítica. No tiene excitabilidad y la capacidad de generar potenciales de acción. Sin embargo, se sabe que el potencial de acción que surge en la membrana del montículo axónico puede propagarse a lo largo de ella. El mecanismo de este fenómeno es desconocido.

Se supone que las dendritas y las espinas forman parte de las estructuras neurales implicadas en los mecanismos de la memoria. El número de espinas es especialmente elevado en las dendritas de las neuronas de la corteza cerebelosa, los ganglios basales y la corteza cerebral. El área del árbol dendrítico y el número de sinapsis se reducen en algunas zonas de la corteza cerebral de los ancianos.

axón de la neurona

axón - una rama de una célula nerviosa que no se encuentra en otras células. A diferencia de las dendritas, cuyo número es diferente para una neurona, el axón de todas las neuronas es el mismo. Su longitud puede alcanzar hasta 1,5 m En el punto de salida del axón del cuerpo de la neurona, hay un engrosamiento: el montículo del axón, cubierto con una membrana plasmática, que pronto se cubre con mielina. El área del montículo del axón que no está cubierta por mielina se denomina segmento inicial. Los axones de las neuronas, hasta sus ramas terminales, están cubiertos con una vaina de mielina, interrumpida por intersecciones de Ranvier: áreas microscópicas no mielinizadas (alrededor de 1 micrón).

A lo largo de toda la longitud del axón (fibra mielínica y amielínica) está cubierta con una membrana bicapa de fosfolípidos con moléculas de proteína incrustadas en ella, que realizan las funciones de transporte de iones, canales de iones dependientes de voltaje, etc. Las proteínas se distribuyen uniformemente en la membrana de la fibra nerviosa amielínica, y se localizan en la membrana de la fibra nerviosa mielínica predominantemente en las intersecciones de Ranvier. Dado que no hay retículo rugoso ni ribosomas en el axoplasma, es obvio que estas proteínas se sintetizan en el cuerpo de la neurona y se envían a la membrana del axón a través del transporte axonal.

Propiedades de la membrana que recubre el cuerpo y el axón de una neurona, son diferentes. Esta diferencia se refiere principalmente a la permeabilidad de la membrana a los iones minerales y se debe al contenido de varios tipos. Si el contenido de los canales iónicos dependientes del ligando (incluidas las membranas postsinápticas) prevalece en la membrana del cuerpo y las dendritas de la neurona, entonces en la membrana del axón, especialmente en la región de los nódulos de Ranvier, hay una alta densidad de voltaje. canales de sodio y potasio dependientes.

La membrana del segmento inicial del axón tiene el valor de polarización más bajo (alrededor de 30 mV). En las zonas del axón más alejadas del cuerpo celular, el valor del potencial transmembrana es de unos 70 mV. El bajo valor de polarización de la membrana del segmento inicial del axón determina que en esta zona la membrana de la neurona tenga la mayor excitabilidad. Es aquí donde los potenciales postsinápticos que han surgido en la membrana de las dendritas y el cuerpo celular como resultado de la transformación de las señales de información recibidas por la neurona en las sinapsis se propagan a lo largo de la membrana del cuerpo neuronal con la ayuda de locales. corrientes eléctricas circulares. Si estas corrientes causan la despolarización de la membrana del montículo del axón a un nivel crítico (Ek), entonces la neurona responderá a las señales de otras células nerviosas que le llegan generando su propio potencial de acción (impulso nervioso). El impulso nervioso resultante se transporta a lo largo del axón a otras células nerviosas, musculares o glandulares.

En la membrana del segmento inicial del axón hay espinas en las que se forman sinapsis inhibidoras GABAérgicas. La llegada de señales en este sentido desde otras neuronas puede impedir la generación de un impulso nervioso.

Clasificación y tipos de neuronas.

La clasificación de las neuronas se lleva a cabo según características morfológicas y funcionales.

Por el número de procesos, se distinguen las neuronas multipolares, bipolares y pseudounipolares.

Según la naturaleza de las conexiones con otras células y la función que realizan, se distinguen tocar, enchufar y motor neuronas Tocar Las neuronas también se denominan neuronas aferentes y sus procesos son centrípetos. Las neuronas que llevan a cabo la función de transmitir señales entre las células nerviosas se denominan intercalar, o de asociación. Las neuronas cuyos axones forman sinapsis con células efectoras (musculares, glandulares) se denominan motor, o eferente, sus axones se llaman centrífugos.

Neuronas aferentes (sensoriales) perciben información con receptores sensoriales, la convierten en impulsos nerviosos y la conducen al cerebro y la médula espinal. Los cuerpos de las neuronas sensoriales se encuentran en la médula espinal y craneal. Estas son neuronas pseudounipolares, cuyo axón y dendrita salen juntos del cuerpo de la neurona y luego se separan. La dendrita sigue la periferia hacia los órganos y tejidos como parte de los nervios sensoriales o mixtos, y el axón como parte de las raíces posteriores ingresa a las astas dorsales de la médula espinal o como parte de los nervios craneales hacia el cerebro.

Inserción, o asociativo, neuronas realizar las funciones de procesamiento de la información entrante y, en particular, asegurar el cierre de los arcos reflejos. Los cuerpos de estas neuronas se encuentran en la materia gris del cerebro y la médula espinal.

neuronas eferentes también realizan la función de procesar la información recibida y transmitir impulsos nerviosos eferentes desde el cerebro y la médula espinal a las células de los órganos ejecutivos (efectores).

Actividad integradora de una neurona.

Cada neurona recibe una gran cantidad de señales a través de numerosas sinapsis ubicadas en sus dendritas y cuerpo, así como a través de receptores moleculares en membranas plasmáticas, citoplasma y núcleo. En la señalización se utilizan muchos tipos diferentes de neurotransmisores, neuromoduladores y otras moléculas de señalización. Obviamente, para formar una respuesta a la recepción simultánea de múltiples señales, la neurona debe ser capaz de integrarlas.

Se incluye en el concepto el conjunto de procesos que aseguran el procesamiento de las señales entrantes y la formación de una respuesta neuronal a las mismas. actividad integradora de la neurona.

La percepción y el procesamiento de las señales que llegan a la neurona se lleva a cabo con la participación de las dendritas, el cuerpo celular y el axón de la neurona (Fig. 4).

Arroz. 4. Integración de señales por una neurona.

Una de las opciones para su procesamiento e integración (suma) es la transformación en sinapsis y la suma de potenciales postsinápticos en la membrana del cuerpo y procesos de la neurona. Las señales percibidas se convierten en las sinapsis en fluctuaciones en la diferencia de potencial de la membrana postsináptica (potenciales postsinápticos). Según el tipo de sinapsis, la señal recibida se puede convertir en un pequeño cambio despolarizante (0,5-1,0 mV) en la diferencia de potencial (EPSP: las sinapsis se muestran en el diagrama como círculos claros) o hiperpolarizante (TPSP: las sinapsis se muestran en el diagrama). diagrama como círculos negros). Muchas señales pueden llegar simultáneamente a diferentes puntos de la neurona, algunas de las cuales se transforman en EPSP, mientras que otras se transforman en IPSP.

Estas oscilaciones de la diferencia de potencial se propagan con la ayuda de corrientes circulares locales a lo largo de la membrana de la neurona en dirección al montículo del axón en forma de ondas de despolarización (en el diagrama blanco) e hiperpolarización (en el diagrama negro), superponiéndose entre sí. (en el diagrama, áreas grises). Con esta superposición de la amplitud de las ondas de una dirección, se suman, y las opuestas se reducen (suavizan). Esta suma algebraica de la diferencia de potencial a través de la membrana se llama suma espacial(Fig. 4 y 5). El resultado de esta suma puede ser la despolarización de la membrana del montículo del axón y la generación de un impulso nervioso (casos 1 y 2 en la Fig. 4), o su hiperpolarización y prevención de la aparición de un impulso nervioso (casos 3 y 4 en la Fig. . 4).

Para cambiar la diferencia de potencial de la membrana del montículo del axón (alrededor de 30 mV) a Ek, debe despolarizarse entre 10 y 20 mV. Esto conducirá a la apertura de los canales de sodio dependientes de voltaje presentes en él y la generación de un impulso nervioso. Dado que la despolarización de la membrana puede alcanzar hasta 1 mV al recibir un AP y su transformación en EPSP, y toda la propagación al axón colículo ocurre con atenuación, la generación de un impulso nervioso requiere la entrega simultánea de 40 a 80 impulsos nerviosos de otros neuronas a la neurona a través de sinapsis excitatorias y sumando la misma cantidad de EPSP.

Arroz. 5. Suma espacial y temporal de EPSP por una neurona; (a) EPSP a un solo estímulo; y — EPSP a la estimulación múltiple de diferentes aferentes; c — EPSP para estimulación frecuente a través de una sola fibra nerviosa

Si en este momento una neurona recibe una cierta cantidad de impulsos nerviosos a través de sinapsis inhibidoras, entonces será posible su activación y generación de un impulso nervioso de respuesta con un aumento simultáneo en el flujo de señales a través de sinapsis excitatorias. En condiciones en las que las señales que llegan a través de las sinapsis inhibidoras provocan una hiperpolarización de la membrana de la neurona, igual o mayor que la despolarización causada por las señales que llegan a través de las sinapsis excitatorias, la despolarización de la membrana del axón colículo será imposible, la neurona no generará impulsos nerviosos y se volverá inactiva. .

La neurona también realiza suma de tiempo Las señales EPSP e IPTS le llegan casi simultáneamente (ver Fig. 5). Los cambios en la diferencia de potencial causados ​​por ellos en las áreas casi sinápticas también se pueden resumir algebraicamente, lo que se denomina suma temporal.

Así, cada impulso nervioso generado por una neurona, así como el periodo de silencio de una neurona, contiene información recibida de muchas otras células nerviosas. Por lo general, cuanto mayor sea la frecuencia de las señales que llegan a la neurona desde otras células, con mayor frecuencia genera impulsos nerviosos de respuesta que se envían a lo largo del axón a otras células nerviosas o efectoras.

Debido al hecho de que hay canales de sodio (aunque en un número pequeño) en la membrana del cuerpo de la neurona e incluso en sus dendritas, el potencial de acción que surge en la membrana del axón puede extenderse al cuerpo y a una parte de las dendritas de la neurona. El significado de este fenómeno no está lo suficientemente claro, pero se supone que el potencial de acción que se propaga suaviza momentáneamente todas las corrientes locales en la membrana, anula los potenciales y contribuye a una percepción más eficiente de la nueva información por parte de la neurona.

Los receptores moleculares participan en la transformación e integración de las señales que llegan a la neurona. Al mismo tiempo, su estimulación por moléculas señalizadoras puede provocar cambios en el estado de los canales iónicos iniciados (por proteínas G, segundos mediadores), transformación de las señales percibidas en fluctuaciones en la diferencia de potencial de la membrana neuronal, suma y formación de una respuesta neuronal en forma de generación de un impulso nervioso o su inhibición.

La transformación de señales por parte de los receptores moleculares metabotrópicos de la neurona va acompañada de su respuesta en forma de cascada de transformaciones intracelulares. La respuesta de la neurona en este caso puede ser una aceleración del metabolismo global, un aumento en la formación de ATP, sin el cual es imposible aumentar su actividad funcional. Utilizando estos mecanismos, la neurona integra las señales recibidas para mejorar la eficiencia de su propia actividad.

Las transformaciones intracelulares en una neurona, iniciadas por las señales recibidas, a menudo conducen a un aumento en la síntesis de moléculas de proteína que realizan las funciones de receptores, canales iónicos y transportadores en la neurona. Al aumentar su número, la neurona se adapta a la naturaleza de las señales entrantes, aumentando la sensibilidad a las más significativas y debilitándose a las menos significativas.

La recepción por una neurona de una serie de señales puede ir acompañada de la expresión o represión de determinados genes, por ejemplo, los que controlan la síntesis de neuromoduladores de naturaleza peptídica. Dado que se envían a las terminales axónicas de la neurona y se utilizan en ellas para potenciar o debilitar la acción de sus neurotransmisores sobre otras neuronas, la neurona, en respuesta a las señales que recibe, puede, dependiendo de la información recibida, tener un efecto más fuerte. o un efecto más débil sobre otras células nerviosas controladas por él. Teniendo en cuenta que la acción moduladora de los neuropéptidos puede durar mucho tiempo, la influencia de una neurona sobre otras células nerviosas también puede durar mucho tiempo.

Por lo tanto, debido a la capacidad de integrar varias señales, una neurona puede responder sutilmente a ellas con una amplia gama de respuestas que le permiten adaptarse efectivamente a la naturaleza de las señales entrantes y usarlas para regular las funciones de otras células.

circuitos neuronales

Las neuronas del SNC interactúan entre sí, formando varias sinapsis en el punto de contacto. Las espumas neurales resultantes aumentan considerablemente la funcionalidad del sistema nervioso. Los circuitos neuronales más comunes incluyen: circuitos neuronales locales, jerárquicos, convergentes y divergentes con una entrada (Fig. 6).

Circuitos neuronales locales formado por dos o más neuronas. En este caso, una de las neuronas (1) cederá su colateral axonal a la neurona (2), formando una sinapsis axosomática sobre su cuerpo, y la segunda formará una sinapsis axonal sobre el cuerpo de la primera neurona. Las redes neuronales locales pueden actuar como trampas en las que los impulsos nerviosos pueden circular durante mucho tiempo en un círculo formado por varias neuronas.

El Profesor I.A. Vetokhin en experimentos sobre el anillo nervioso de la medusa.

La circulación circular de los impulsos nerviosos a lo largo de los circuitos neuronales locales realiza la función de transformación del ritmo de excitación, brinda la posibilidad de una excitación prolongada después del cese de las señales que les llegan y participa en los mecanismos de almacenamiento de la información entrante.

Los circuitos locales también pueden realizar una función de frenado. Un ejemplo de ello es la inhibición recurrente, que se realiza en el circuito neural local más simple de la médula espinal, formado por la motoneurona a y la célula de Renshaw.

Arroz. 6. Los circuitos neurales más simples del SNC. Descripción en texto

En este caso, la excitación que ha surgido en la motoneurona se propaga a lo largo de la rama del axón, activa la célula de Renshaw, que inhibe la a-motoneurona.

cadenas convergentes están formados por varias neuronas, en una de las cuales (generalmente eferente) convergen o convergen los axones de varias otras células. Dichos circuitos están ampliamente distribuidos en el SNC. Por ejemplo, los axones de muchas neuronas en los campos sensoriales de la corteza convergen en las neuronas piramidales de la corteza motora primaria. Los axones de miles de neuronas sensoriales e intercalares de varios niveles del SNC convergen en las neuronas motoras de las astas ventrales de la médula espinal. Los circuitos convergentes juegan un papel importante en la integración de señales por parte de las neuronas eferentes y en la coordinación de procesos fisiológicos.

Cadenas divergentes con una entrada Están formados por una neurona con un axón ramificado, cada una de cuyas ramas forma una sinapsis con otra célula nerviosa. Estos circuitos realizan las funciones de transmitir señales simultáneamente desde una neurona a muchas otras neuronas. Esto se logra gracias a la fuerte ramificación (formación de varios miles de ramas) del axón. Tales neuronas a menudo se encuentran en los núcleos de la formación reticular del tronco encefálico. Proporcionan un rápido aumento de la excitabilidad de numerosas partes del cerebro y la movilización de sus reservas funcionales.

El sistema nervioso es la parte más compleja y poco estudiada de nuestro cuerpo. Se compone de 100 mil millones de células: neuronas y células gliales, que son unas 30 veces más. Hasta nuestro tiempo, los científicos han logrado estudiar solo el 5% de las células nerviosas. Todo lo demás sigue siendo un misterio que los médicos tratan de resolver por todos los medios.

Neurona: estructura y funciones

La neurona es el principal elemento estructural del sistema nervioso, que evolucionó a partir de células neurorreflectoras. La función de las células nerviosas es responder a los estímulos mediante la contracción. Estas son células que pueden transmitir información utilizando un impulso eléctrico, medios químicos y mecánicos.

Para realizar funciones, las neuronas son motoras, sensoriales e intermedias. Las células nerviosas sensoriales transmiten información desde los receptores al cerebro, las células motoras, a los tejidos musculares. Las neuronas intermedias son capaces de realizar ambas funciones.

Anatómicamente, las neuronas consisten en un cuerpo y dos tipos de procesos: axones y dendritas. Suele haber varias dendritas, su función es recoger la señal de otras neuronas y crear conexiones entre neuronas. Los axones están diseñados para transmitir la misma señal a otras células nerviosas. Afuera, las neuronas están cubiertas con una membrana especial, hecha de una proteína especial: la mielina. Es propenso a la autorrenovación a lo largo de la vida humana.

Cómo se ve transmisión del mismo impulso nervioso? Imaginemos que pones la mano sobre el mango caliente de la sartén. En ese momento, los receptores ubicados en Tejido muscular dedos. Con la ayuda de impulsos, envían información al cerebro principal. Allí, la información se "digiere" y se forma una respuesta, que se envía de vuelta a los músculos, manifestada subjetivamente por una sensación de ardor.

Neuronas, ¿se recuperan?

Incluso en la infancia, mi madre nos decía: cuiden el sistema nervioso, las células no se recuperan. Entonces esa frase sonaba de alguna manera aterradora. Si las células no se restauran, ¿qué hacer? ¿Cómo protegerse de su muerte? Tales preguntas deberían ser respondidas por la ciencia moderna. En general, no todo es tan malo y aterrador. Todo el cuerpo tiene una gran capacidad de restauración, ¿por qué no las células nerviosas? De hecho, después de lesiones cerebrales traumáticas, accidentes cerebrovasculares, cuando hay un daño significativo en el tejido cerebral, de alguna manera recupera sus funciones perdidas. En consecuencia, algo sucede en las células nerviosas.

Incluso en la concepción, la muerte de las células nerviosas está “programada” en el cuerpo. Algunos estudios hablan de la muerte 1% de las neuronas por año. En este caso, en 20 años, el cerebro se desgastaría hasta que sea imposible para una persona hacer las cosas más simples. Pero esto no sucede, y el cerebro puede funcionar completamente en la vejez.

Primero, los científicos realizaron un estudio sobre la restauración de las células nerviosas en animales. Después del daño al cerebro en los mamíferos, resultó que las células nerviosas existentes se dividieron por la mitad y se formaron dos neuronas completas, como resultado, se restauraron las funciones cerebrales. Es cierto que tales habilidades se encontraron solo en animales jóvenes. El crecimiento celular no se produjo en los mamíferos viejos. Más tarde, se realizaron experimentos con ratones, se lanzaron a una gran ciudad, obligándolos a buscar una salida. Y notaron algo interesante, el número de células nerviosas en ratones experimentales aumentó, en contraste con los que vivían en condiciones normales.

en todos los tejidos del cuerpo, la reparación ocurre al dividir las células existentes. Después de realizar investigaciones sobre la neurona, los médicos afirmaron firmemente: la célula nerviosa no se divide. Sin embargo, esto no significa nada. Las nuevas células pueden formarse por neurogénesis, que comienza en el período prenatal y continúa durante toda la vida. La neurogénesis es la síntesis de nuevas células nerviosas a partir de precursores, células madre, que posteriormente migran, se diferencian y se convierten en neuronas maduras. El primer informe de tal restauración de las células nerviosas apareció en 1962. Pero no estaba respaldado por nada, así que no importaba.

Hace unos veinte años, una nueva investigación demostró que La neurogénesis existe en el cerebro.. En los pájaros que empezaron a cantar mucho en primavera, se duplicó el número de células nerviosas. Después del final del período de canto, el número de neuronas volvió a disminuir. Más tarde se demostró que la neurogénesis solo puede ocurrir en algunas partes del cerebro. Uno de ellos es el área alrededor de los ventrículos. El segundo es el hipocampo, ubicado cerca del ventrículo lateral del cerebro, y es responsable de la memoria, el pensamiento y las emociones. Por tanto, la capacidad de recordar y reflexionar, cambia a lo largo de la vida, debido a la influencia de diversos factores.

Como se puede ver en lo anterior, aunque el cerebro aún no está estudiado en un 95%, hay suficientes hechos que confirman que las células nerviosas están restauradas.

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Pero para él sigue siendo el mayor misterio cómo funciona su propio cerebro, cómo, con la ayuda de impulsos eléctricos ordinarios y un pequeño conjunto de neurotransmisores, el sistema nervioso no solo coordina el trabajo de miles de millones de células del cuerpo, sino que también proporciona el capacidad de aprender, pensar, recordar, experimentar la más amplia gama de emociones. .

En el camino a la comprensión de estos procesos, una persona debe, en primer lugar, comprender cómo funcionan las células nerviosas individuales (neuronas).

El mayor misterio: cómo funciona el cerebro

Redes eléctricas vivas

Según estimaciones aproximadas, Hay más de 100 mil millones de neuronas en el sistema nervioso humano. Todas las estructuras de una célula nerviosa se enfocan en realizar la tarea más importante para el cuerpo: recibir, procesar, conducir y transmitir información codificada en forma de señales eléctricas o químicas (impulsos nerviosos).

La neurona consiste de un cuerpo con un diámetro de 3 a 100 micrones, que contiene un núcleo, un aparato de síntesis de proteínas desarrollado y otros orgánulos, así como procesos: un axón y varias, por regla general, dendritas ramificadas. La longitud de los axones suele exceder notablemente el tamaño de las dendritas, alcanzando en algunos casos decenas de centímetros o incluso metros.

Por ejemplo, el axón del calamar gigante tiene alrededor de 1 mm de espesor y varios metros de largo; los experimentadores no dejaron de aprovechar un modelo tan conveniente, y los experimentos con neuronas de calamar sirvieron para dilucidar el mecanismo de transmisión de los impulsos nerviosos.

En el exterior, la célula nerviosa está rodeada por una membrana (citolema), que no solo asegura el intercambio de sustancias entre la célula y ambiente, pero también es capaz de conducir impulsos nerviosos.

El hecho es que entre la superficie interna de la membrana de la neurona y el entorno externo, la diferencia de potenciales eléctricos se mantiene constantemente. Esto se debe al trabajo de las llamadas "bombas de iones", complejos de proteínas que transportan activamente iones de potasio y sodio cargados positivamente a través de la membrana.

Tal transferencia activa, así como la constante difusión pasiva de iones a través de los poros de la membrana, en reposo provocan una carga negativa con respecto al medio exterior. en el interior membranas neuronales.

Si la estimulación de una neurona supera un determinado valor umbral, se produce una serie de cambios químicos y eléctricos en el punto de estimulación (una entrada activa de iones de sodio en la neurona y un cambio a corto plazo en la carga del lado interno de la neurona). la membrana de negativo a positivo), que se extienden por toda la célula nerviosa.

A diferencia de una simple descarga eléctrica que, debido a la resistencia de la neurona, se debilitará gradualmente y podrá recorrer solo una corta distancia, el impulso nervioso en el proceso de propagación se restaura constantemente.

Las principales funciones de una célula nerviosa son:

• percepción de estímulos externos (función de receptor),
• su procesamiento (función integradora),
• transmisión influencias nerviosas en otras neuronas o varios órganos de trabajo (función efectora).

Las dendritas, los ingenieros las llamarían "receptoras", envían impulsos al cuerpo de la célula nerviosa, mientras que el axón, el "transmisor", va desde su cuerpo a los músculos, glándulas u otras neuronas.

En la zona de contacto

El axón tiene miles de ramas que se extienden hasta las dendritas de otras neuronas. La zona de contacto funcional entre los axones y las dendritas se denomina sinapsis.

Cuantas más sinapsis en una célula nerviosa, más diversos estímulos se perciben y, en consecuencia, más amplia es la esfera de influencia sobre su actividad y la posibilidad de participación de la célula nerviosa en diversas reacciones del cuerpo. En los cuerpos de las neuronas motoras grandes de la médula espinal, puede haber hasta 20 mil sinapsis.

La sinapsis convierte las señales eléctricas en señales químicas y viceversa. La transferencia de excitación se lleva a cabo con la ayuda de sustancias biológicamente activas: neurotransmisores (acetilcolina, adrenalina, algunos aminoácidos, neuropéptidos, etc.). Oestán contenidos en vesículas especiales ubicadas en las terminaciones de los axones, la parte presináptica.

Cuando el impulso nervioso llega a la parte presináptica, los neurotransmisores se liberan en la hendidura sináptica, se unen a los receptores ubicados en el cuerpo o procesos de la segunda neurona (parte postsináptica), lo que conduce a la generación de una señal eléctrica: el potencial postsináptico.

La magnitud de la señal eléctrica es directamente proporcional a la cantidad del neurotransmisor.

Algunas sinapsis provocan la despolarización de las neuronas, otras la hiperpolarización; los primeros son excitatorios, los segundos son inhibitorios.

Después del cese de la liberación del mediador, sus residuos se eliminan de la hendidura sináptica y los receptores de la membrana postsináptica vuelven a su estado original. El resultado de la suma de cientos y miles de impulsos excitatorios e inhibidores, que fluyen simultáneamente hacia la neurona, determina si estará en este momento generar un impulso nervioso.

neurocomputadoras

Un intento de modelar los principios de funcionamiento de las redes neuronales biológicas condujo a la creación de un dispositivo de procesamiento de información como neurocomputadora .

A diferencia de los sistemas digitales, que son combinaciones de unidades de procesamiento y memoria, los neuroprocesadores contienen memoria distribuida en conexiones (una especie de sinapsis) entre procesadores muy simples, que formalmente pueden denominarse neuronas.

Las neurocomputadoras no programan en el sentido tradicional de la palabra, sino que "entrenan" ajustando la eficiencia de todas las conexiones "sinápticas" entre las "neuronas" que las componen.

Las principales áreas de aplicación de las neurocomputadoras, sus desarrolladores ven:

• reconocimiento de imágenes visuales y sonoras;
• previsión económica, financiera, política;
• control en tiempo real de procesos de producción, misiles, aeronaves;
• optimización en el diseño de dispositivos técnicos, etc.

“La cabeza es un objeto oscuro…”

Las neuronas se pueden dividir en tres grandes grupos:

• receptor,
• intermedio,
• efector

Neuronas receptoras proporcionar entrada a la información sensorial del cerebro. Transforman las señales recibidas por los órganos de los sentidos (señales ópticas en la retina, señales acústicas en la cóclea, señales olfativas en los quimiorreceptores de la nariz, etc.) en impulsos eléctricos de sus axones.

neuronas intermedias realizar el procesamiento de la información recibida de los receptores, y generar señales de control para los efectores. Las neuronas de este grupo forman el sistema nervioso central (SNC).

neuronas efectoras transmitir las señales que les lleguen a los órganos ejecutivos. El resultado de la actividad del sistema nervioso es una u otra actividad, que se basa en la contracción o relajación de los músculos o en la secreción o cese de la secreción de las glándulas. Es con el trabajo de los músculos y las glándulas que se conecta cualquier forma de nuestra autoexpresión.

Si los principios de funcionamiento de las neuronas receptoras y efectoras son más o menos claros para los científicos, entonces la etapa intermedia en la que el cuerpo "digiere" la información entrante y decide cómo responder a ella es comprensible solo al nivel de los arcos reflejos más simples. .

En la mayoría de los casos, el mecanismo neurofisiológico de la formación de ciertas reacciones sigue siendo un misterio. No en vano, en la literatura científica popular se compara a menudo el cerebro humano con una “caja negra”.

“... 30 mil millones de neuronas viven en tu cabeza, almacenando tus conocimientos, habilidades, experiencia de vida acumulada. Después de 25 años de reflexión hecho dado me parece no menos sorprendente que antes.La película más delgada, que consiste en células nerviosas, ve, siente, crea nuestra visión del mundo. ¡Es simplemente increíble!Disfrutando de la calidez de un día de verano y atrevidos sueños del futuro: todo es creado por estas células ... No existe nada más: no hay magia, no hay salsa especial, solo neuronas que realizan un baile informativo ”, escribió el famoso desarrollador de computadoras, fundador de el Redwood Institute, en su libro “On Intelligence”.Instituto de Neurología (EE.UU.) Jeff Hawkins.

Durante más de medio siglo, miles de neurofisiólogos de todo el mundo han intentado comprender la coreografía de esta “danza de la información”, pero hoy en día solo se conocen sus figuras y pasos individuales, que no permiten crear una teoría universal del funcionamiento de el cerebro.

Cabe señalar que muchos trabajos en el campo de la neurofisiología están dedicados a los llamados "localización funcional" – averiguar qué neurona, grupo de neuronas o toda una zona del cerebro se activa en determinadas situaciones.

Hasta la fecha, se ha acumulado una gran cantidad de información sobre qué neuronas en humanos, ratas y monos se activan selectivamente al observar varios objetos, inhalar feromonas, escuchar música, aprender poemas, etc.

Es cierto que a veces tales experimentos parecen algo curiosos. Así, allá por los años 70 del siglo pasado, uno de los investigadores encontró “neuronas de cocodrilo verde” en el cerebro de una rata: estas células se activaban cuando un animal que corría por un laberinto, entre otros objetos, tropezaba con un pequeño cocodrilo verde. juguete que ya le es familiar.

Y otro científico localizó más tarde una neurona en el cerebro humano que “reacciona” a una fotografía del presidente estadounidense Bill Clinton.

Todos estos datos apoyan la teoría de que Las neuronas del cerebro están especializadas., pero de ninguna manera explicar por qué y cómo se produce esta especialización.

Los científicos entienden los mecanismos neurofisiológicos del aprendizaje y la memoria solo en términos generales. Se supone que en el proceso de memorización de información se forman nuevos contactos funcionales entre las neuronas de la corteza cerebral.

En otras palabras, las sinapsis son el "rastro" neurofisiológico de la memoria. Cuantas más sinapsis nuevas surgen, más "rica" ​​es la memoria del individuo. Una célula típica en la corteza cerebral forma varias (hasta 10) miles de sinapsis. Teniendo en cuenta el número total de neuronas corticales, ¡resulta que aquí se pueden formar cientos de miles de millones de contactos funcionales!

Bajo la influencia de cualquier sensación, pensamiento o emoción se produce recuerdo- la excitación de neuronas individuales activa todo el conjunto responsable de almacenar esta o aquella información.

En 2000, el farmacólogo sueco Arvid Karlsson y los neurocientíficos estadounidenses Paul Greengard y Eric Kendel recibieron el premio premio Nobel en Fisiología o Medicina por descubrimientos relacionados con "señalización en el sistema nervioso".

Los científicos han demostrado que la memoria de la mayoría de los seres vivos funciona gracias a la acción de los llamados neurotransmisores – dopamina, norepinefrina y serotonina, cuyo efecto, a diferencia de los neurotransmisores clásicos, no se desarrolla en milisegundos, sino en cientos de milisegundos, segundos e incluso horas. Esto es precisamente lo que determina su efecto modulador a largo plazo sobre las funciones de las células nerviosas, su papel en el manejo de estados complejos del sistema nervioso: recuerdos, emociones, estados de ánimo.

También debe tenerse en cuenta que el valor de la señal generada en la membrana postsináptica puede ser diferente incluso con el mismo valor de la señal inicial que llega a la parte presináptica. Estas diferencias están determinadas por la llamada eficiencia, o peso, de la sinapsis, que puede cambiar durante el funcionamiento del contacto interneuronal.

Según muchos investigadores, cambiar la eficiencia de las sinapsis también juega un papel importante en el funcionamiento de la memoria. Es posible que la información que una persona usa con frecuencia se almacene en redes neuronales conectadas por sinapsis altamente eficientes y, por lo tanto, se "recuerde" rápida y fácilmente. Al mismo tiempo, las sinapsis involucradas en el almacenamiento de datos secundarios, rara vez "recuperados", parecen caracterizarse por una baja eficiencia.

¡Y sin embargo se están recuperando!

Uno de los problemas médicamente más emocionantes de la neurociencia es capacidad de regenerar el tejido nervioso. Se sabe que las fibras cortadas o dañadas de las neuronas del sistema nervioso periférico, rodeadas por un neurilema (vaina de células especializadas), pueden regenerarse si se conserva intacto el cuerpo celular. Debajo del sitio de la sección, el neurilema se conserva como una estructura tubular, y la parte del axón que permanece conectada con el cuerpo celular crece a lo largo de este tubo hasta llegar a la terminación nerviosa. Así, se restaura la función de la neurona dañada.

Los axones en el SNC no están rodeados por un neurilema y, por lo tanto, aparentemente, no pueden brotar nuevamente al lugar de la terminación anterior.

Al mismo tiempo, hasta hace poco, los neurofisiólogos creían que las nuevas neuronas no se forman en el SNC durante la vida de una persona.

“¡Las células nerviosas no se regeneran!”, nos advirtieron los científicos. Se asumía que mantener el sistema nervioso en "condiciones de trabajo" incluso con enfermedades graves y lesiones se debe a su excepcional plasticidad: las funciones de las neuronas muertas son asumidas por sus "colegas" supervivientes, que aumentan de tamaño y forman nuevas conexiones.

La alta, pero no ilimitada, eficacia de dicha compensación puede ilustrarse con el ejemplo de la enfermedad de Parkinson, en la que se produce la muerte gradual de las neuronas. Resulta que hasta que alrededor del 90% de las neuronas en el cerebro mueren, síntomas clínicos las enfermedades (temblor de las extremidades, marcha inestable, demencia) no se manifiestan, es decir, la persona se ve prácticamente sana. ¡Resulta que una célula nerviosa viva puede reemplazar funcionalmente a nueve muertas!

Ahora se ha demostrado que la formación de nuevas células nerviosas (neurogénesis) ocurre en el cerebro de los mamíferos adultos. Ya en 1965, se demostró que nuevas neuronas aparecen regularmente en ratas adultas en el hipocampo, la región del cerebro responsable de las primeras fases del aprendizaje y la memoria.

Quince años después, los científicos demostraron que nuevas células nerviosas aparecen en el cerebro de las aves a lo largo de su vida. Sin embargo, los estudios del cerebro de primates adultos para la neurogénesis no han dado resultados alentadores.

Hace solo unos 10 años, científicos estadounidenses desarrollaron una técnica que demostró que se producen nuevas neuronas a partir de células madre neuronales en el cerebro de los monos durante toda la vida. Los investigadores inyectaron a los animales una sustancia etiquetada especial (bromdioxiuridina), que estaba incluida en el ADN de solo las células en división.

Así se comprobó que nuevas células comenzaban a multiplicarse en la zona subventricular y de ahí migraban a la corteza, donde maduraban a un estado adulto. Se encontraron nuevas neuronas en áreas del cerebro asociadas con funciones cognitivas, y no aparecieron en áreas que implementan un nivel de análisis más primitivo.

Por esta razón, los científicos plantearon la hipótesis de que Las nuevas neuronas pueden ser importantes para el aprendizaje y la memoria..

Lo siguiente también habla a favor de esta hipótesis: un gran porcentaje de las nuevas neuronas mueren en las primeras semanas después de su nacimiento; sin embargo, en aquellas situaciones donde ocurre un aprendizaje constante, la proporción de neuronas sobrevivientes es mucho mayor que cuando "no están en demanda", cuando el animal se ve privado de la oportunidad de formar una nueva experiencia.

Hasta la fecha se han establecido mecanismos universales de muerte neuronal en diversas enfermedades:

1) un aumento en el nivel de radicales libres y daño oxidativo a las membranas neuronales;

2) interrupción de la actividad de las mitocondrias de las neuronas;

3) efecto adverso del exceso de neurotransmisores excitadores glutamato y aspartato, que conduce a la hiperactivación de receptores específicos, acumulación excesiva de calcio intracelular, desarrollo de estrés oxidativo y muerte neuronal (fenómeno de excitotoxicidad).

Basado en esto, como medicamentos– Los neuroprotectores en neurología se utilizan:

• preparados con propiedades antioxidantes (vitaminas E y C, etc.),
• correctores de la respiración tisular (coenzima Q10, ácido succínico, riboflavini, etc.),
• así como bloqueadores de los receptores de glutamato (memantina, etc.).

Casi al mismo tiempo, se confirmó la posibilidad de la aparición de nuevas neuronas a partir de células madre en el cerebro adulto: un estudio anatomopatológico de pacientes que recibieron bromdioxiuridina durante su vida con fines terapéuticos mostró que las neuronas que contienen esta sustancia etiquetada se encuentran en casi todas las partes. del cerebro, incluida la corteza cerebral.

Este fenómeno está siendo estudiado exhaustivamente con el objetivo de tratar diversas enfermedades neurodegenerativas, principalmente el Alzheimer y el Parkinson, que se han convertido en una auténtica lacra para la población "envejecida" de los países desarrollados.

En los experimentos de trasplante se utilizan tanto células madre neuronales, que se encuentran alrededor de los ventrículos del cerebro tanto en el embrión como en el adulto, y células madre embrionarias que pueden convertirse en casi cualquier célula del cuerpo.

Desafortunadamente, hoy los médicos no pueden resolver el principal problema asociado con el trasplante de células madre neuronales: su reproducción activa en el cuerpo del receptor en el 30-40% de los casos conduce a la formación de tumores malignos.

A pesar de ello, los expertos no pierden el optimismo y califican el trasplante de células madre como uno de los enfoques más prometedores en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.publicado . Si tienes alguna duda sobre este tema, pregúntasela a los especialistas y lectores de nuestro proyecto. .