Kaj je živčni impulz? Opredelitev

Nihče ne bo trdil, da je največji dosežek narave človeški možgani. Nervni impulzi, ki potekajo vzdolž živčnih vlaken, so bistvo našega bistva. Delo srca, želodca, mišic in duhovnega sveta - vse to je v rokah živčnega impulza. Kakšen je živčni impulz, kako nastane in kje izgine, bomo v tem članku obravnavali.

Nevron kot strukturna enota sistema

Evolucija živčnega sistema vretenčarjev in ljudi se je razvila po poti nastanka kompleksne informacijske mreže, pri čemer so procesi, ki temeljijo na kemijskih reakcijah. Najpomembnejši del tega sistema so specializirane celice nevronov. Sestavljajo jih telo z jedrom in pomembnimi organelami. Iz nevrona odstopajo procesi dveh vrst - več kratkih in razvejanih dendritov in ene dolge aksone. Dendriti so sprejemniki signala iz senzoričnih receptorjev ali drugih nevronov, akson prenaša signale v nevronsko mrežo. Da bi razumeli prenos živčnih impulzov, je pomembno vedeti o mijelinskem ovoju okoli aksona. To so specifične celice, ki tvorijo lupino aksona, ne pa tudi neprekinjeno, vendar z motnjami (pasovi Ranvier).

Transmembranski gradient

Vse žive celice in zlasti nevroni imajo električno polarnost, ki izhaja iz dela črpalk kalijevega natrijevega membrana. Njegova notranja površina ima negativno polnjenje glede na zunanjo. Pojavi se elektrokemijski gradient, enak nič, in dinamično ravnotežje. Potencialni potencial (možna razlika znotraj in zunaj membrane) je 70 mV.

Kako živčni impulz

Ko se uporabi dražljaj živčno vlakno Membranski potencial na tem mestu je močno moten. Ob začetku vzbujanja se prepustnost membrane za kalijeve ione povečuje in se nagibajo k celici. Za 0,001 sekunde je notranja površina nevronske membrane pozitivno napolnjena. To je tisto, kar je živčni impulz - kratkotrajna napolnitev nevrona ali akcijski potencial 50-170 mV. Obstaja tako imenovani val akcijskega potenciala, ki se propagira vzdolž aksona, kot je pretok kalijevih ionov. Val depolarizira aksonske odseke in akcijski potencial se premika z njo.

Prenos v aksonu je še en nevron

Ko dosežemo konec aksona, postane potreben prenos živčnega impulza na enega ali več aksonov. In tu potrebujemo drugačen mehanizem, ki je drugačen od val akcijskega potenciala. Konec aksona je sinapse, kraj stika s sinaptičnim razpokom in vrečke za presinaptične aksone. Akcijski potencial v tem primeru aktivira sproščanje nevrotransmitorjev iz presinaptičnih vrečk v sinaptični razcep. Nevrotransmiterji delujejo z membrano spodnjih nevronov, kar povzroča motnje ionskega ravnovesja. In zgodba o natrijevem kalijevem črpalki se ponovi v drugem nevronu. Po dokončanju njihove funkcije se nevrotransmiterji razpršijo ali pa se ujamejo nazaj v presinaptične vrečke. V tej situaciji je vprašanje, kaj je živčni impulz, odgovor je to: prenos vzbujanja s kemičnimi sredstvi (nevrotransmiterji).

Mielin in hitrost pulza

V obleki mielinovih ovojev, ki, kot spojnik, zavije akson, ionski tok zlahka teče v medij in nazaj. Istočasno je membrana razdražena in se tvori akcijski potencial. Tako se živčni impulz premika vzdolž aksona s skoki, kar povzroči nastanek akcijskega potenciala le v presledkih Ranvierja. To je skokovit tok akcijskega potenciala, ki večkrat poveča hitrost živčnega impulza. Na primer, pri debelih mieliniranih vlaknih hitrost impulza doseže vrednosti 70-120 m / s, medtem ko je v finih živčnih vlaknih brez mielinskega ovoja hitrost impulza manjša od 2 m / s.

Galvanizacija in živčni impulz

V semokidni koloidni protoplazmi galvanski tok prenesejo z atomi z električnim nabojom (ioni). Vendar se galvanski tok ne more razširiti na precej dolgih razdaljah, živčni impulz pa lahko. Zakaj? Odgovor je preprost. Ko val akcijskega potenciala preide skozi akson, tvori galvansko celico znotraj nevrona. V živcu, tako kot v kateri koli galvanski celici, je pozitivni pol (zunanja stran membrane) in negativni pol (notranja stran membrane). Vsak zunanji vpliv moti ravnovesje teh polov, prepustnost posameznega območja membrane se spremeni in sprememba prepustnosti se začne v sosednjem delu. Vse, impulz je šel dalje po dolžini aksona. In začetni del, iz katerega se je začelo vznemirjenje, je že vrnilo svojo celovitost, našlo svoj nuli gradient in je pripravljeno znova aktivirati potencial v nevronu.

Neuron ni samo dirigent

Nevroni so žive celice in njihova protoplazma je še bolj zapletena kot v celicah drugih tkiv. Poleg fizičnih procesov, povezanih z začetkom in izvajanjem živčnega impulza, v nevronu potekajo kompleksni metabolni procesi. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da ko nevronski impulz prehaja skozi nevron, temperatura v njej narašča (čeprav je za milijonino stopinje). In to pomeni le eno stvar: vsi procesi izmenjave so pospešeni in intenzivnejši.

Nerve impulzi iste vrste

Glavna lastnost nevrona je njena zmožnost ustvarjanja živčnega impulza in ga hitro izvesti. Podatki o kakovosti in moči stimulacije so kodirani pri spremembah pogostosti prehoda živčnih impulzov na nevronov in od njih. Ta frekvenca se giblje od 1 do 200 na sekundo. Ta koda frekvenc predpostavlja različna obdobja impulzov, ki jih združujejo v skupine z različnimi številkami in gibi. To je tisto, ki zapisuje encefalogram - kompleksno prostorsko in časovno vsoto možganskih živčnih impulzov, ritmično električno aktivnost možganov.

Neuron izbere

Kaj povzroča, da se "začne" nevron, da se sproži nastanek akcijskega potenciala - in danes je vprašanje odprto. Na primer, možgani nevroni posredujejo medijatorje na tisoče svojih sosedov in pošilja tisoče impulzov na živčna vlakna. V nevronu je proces obdelave impulzov in odločitev - sprožiti akcijski potencial ali ne. Nervni impulz bo zbledel ali bo poslan dalje. Kaj povzroča, da nevron izbira in kako se odloči? O tej temeljni izbiri skoraj nič ne vemo, čeprav nadzoruje dejavnosti naših možganov.

Tako smo odgovorili na vprašanje, kaj je živčni impulz. Zelo ste presenečeni, ampak vsa živčna tkiva v človeškem telesu tehtajo nekaj več kot kilogram. Toda hkrati so to milijarde nevronov, tesno povezanih v enem samem sistemu. Človeštvo se je toliko naučilo o delu nevronov in celotnega sistema, hkrati pa skoraj nič ne poznamo. Abeceda smo se naučili, vendar zaenkrat komajda preprosto ne moremo narediti preprostih besed. Upajmo, da bo sčasoma znanost lahko identificirala tiste vzorce, ki bodo razpletli dialog naših možganskih trusti, zaradi česar biološki objekt Homo Sapiens človeka.