तंत्रिका तंत्र की संरचना और कार्यों की सामान्य समझ। कोशिकाएं एक दूसरे के साथ कैसे संचार करती हैं तंत्रिका कोशिकाएं एक दूसरे के साथ संचार करती हैं

क्रमिक रूप से आने वाले आवेगों के रूप में प्रेषित संदेश केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के अक्षतंतु और न्यूरॉन्स के साथ एक न्यूरॉन से दूसरे में चलते हैं, मोटर न्यूरॉन्स तक पहुंचते हैं और उनसे कार्यकारी अंगों (मांसपेशियों, ग्रंथियों) में जाते हैं।

तंत्रिका आवेगों का एक न्यूरॉन से दूसरे न्यूरॉन में संचरण कैसे होता है? मस्तिष्क के पतले हिस्सों पर बहुत उच्च आवर्धनआप देख सकते हैं कि अक्षतंतु की अंतिम शाखा सीधे लक्ष्य तंत्रिका कोशिका की प्रक्रियाओं में नहीं जाती है। अक्षीय शाखा के अंत में, कली या पट्टिका प्रकार का मोटा होना बनता है; यह पट्टिका डेंड्राइट की सतह के करीब पहुंचती है, लेकिन इसे छूती नहीं है। ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच की दूरी नगण्य है लेकिन मापने योग्य है। यह 200 एंगस्ट्रॉम है, जो एक सेंटीमीटर से 500 हजार गुना कम है। अक्षतंतु और न्यूरॉन के बीच संपर्क का वह क्षेत्र जिससे आवेगों को संबोधित किया जाता है, कहलाता है अन्तर्ग्रथन

यह पता चला है कि न केवल डेंड्राइट्स पर, बल्कि सेल बॉडी पर भी सिनैप्स होते हैं। विभिन्न न्यूरॉन्स के लिए उनकी संख्या भिन्न होती है। संपूर्ण कोशिका शरीर और डेंड्राइट्स के प्रारंभिक खंड कलियों से युक्त होते हैं। ये न केवल एक अक्षतंतु की अंतिम शाखाएँ हैं, बल्कि बहुत सारे अक्षतंतु हैं, और इसलिए, एक न्यूरॉन कई अन्य तंत्रिका कोशिकाओं से जुड़ा होता है। एक न्यूरॉन पर सिनैप्टिक एंडिंग्स की संख्या गिनने के लिए श्रमसाध्य कार्य किया गया है। कुछ कोशिकाओं में दस या कई दर्जन से कम थे, अन्य - कई सौ, और ऐसे न्यूरॉन्स हैं जिन पर लगभग 10 हजार सिनैप्स पाए गए थे! तंत्रिका तंत्र में उत्तेजना का मार्ग सिनैप्स पर निर्भर करता है, और न केवल इसलिए कि प्रत्येक न्यूरॉन कड़ाई से परिभाषित तरीके से अन्य न्यूरॉन्स की एक कड़ाई से परिभाषित संख्या के साथ जुड़ा हुआ है, बल्कि एक सिनैप्स के गुणों में से एक के कारण भी है - एकतरफा आचरण का कानून।यह पता चला कि आवेग केवल एक दिशा में सिनैप्स से गुजरते हैं - एक तंत्रिका कोशिका के अक्षतंतु से शरीर और दूसरे के डेंड्राइट तक। इस प्रकार, सिनैप्स की गतिविधि तंत्रिका तंत्र में उत्तेजना के प्रसार की प्रकृति में व्यवस्था स्थापित करने में मदद करती है।

उच्च आवर्धन पर तंत्रिका कोशिकाओं (synapses) का कनेक्शन।

सिनैप्स की एक और संपत्ति की खोज की गई थी: एक ही उत्तेजना लागू की गई थी - आवेग अक्षतंतु के साथ चलते थे, और कोशिका चुप थी; एक पंक्ति में दो परेशानियाँ दीं - फिर वह चुप रही, और लगातार छह बार - उसने बात की। इसका मतलब यह है कि उत्तेजना धीरे-धीरे जमा हो सकती है, जोड़ सकती है, और जब यह एक निश्चित मूल्य तक पहुंच जाती है, तो प्राप्त करने वाला सेल अपने अक्षतंतु के साथ संदेश को आगे प्रसारित करना शुरू कर देता है। और केवल अगर जलन मजबूत है और संदेश अत्यंत महत्वपूर्ण है, तो प्राप्तकर्ता सेल तुरंत इसका जवाब देता है। फिर भी, अक्षतंतु में आवेग एक निश्चित, बहुत छोटी अवधि के बाद प्रकट होते हैं; इसके अलावा, यदि कोई सिनैप्स नहीं होता, तो इस समय के दौरान दिए गए सेल से आवेग 10-20 सेमी दूर भाग जाते हैं। इस समय की अवधि, मौन की अवधि का नाम दिया गया था अन्तर्ग्रथनी विलंबधड़कन।

सिनैप्स से परिचित होने के बाद, हमें नए कानूनों का सामना करना पड़ा जो तंत्रिका गतिविधि के नियमों से अलग हैं। यहां, जाहिर है, अन्य शारीरिक प्रक्रियाएं भी होती हैं। लेकिन कौन से? वे "बंद दरवाजों" के पीछे होते हैं और लंबे समय तक शरीर विज्ञानियों के लिए दुर्गम थे। दरअसल, उन्हें खोजने और उनका अध्ययन करने के लिए, यह अध्ययन करना आवश्यक था कि अक्षतंतु और तंत्रिका कोशिका, जिसके साथ यह सिनैप्टिक संपर्क से जुड़ा होता है, जो केवल एक माइक्रोस्कोप के तहत अलग-अलग होते हैं, एक दूसरे के साथ संवाद करते हैं।

एक आवेग अक्षतंतु के साथ चलता है, पट्टिका तक पहुँचता है और अन्तर्ग्रथनी फांक के सामने रुक जाता है। और फिर कैसे? आवेग अंतराल से नहीं कूद सकता। यहां वैज्ञानिक की सहायता के लिए नई शोध विधियां आती हैं। एक विशेष उपकरण का उपयोग करना - इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शी, जो एक लाख गुना की वृद्धि देता है, पट्टिका के अंदर विशेष संरचनाएं पाई गईं, जिन्हें कहा जाता है सांकेतिक बुलबुले।उनका व्यास मोटे तौर पर सिनैप्टिक फांक के आकार से मेल खाता है। इन बुलबुले को देखने से यह समझने की कुंजी मिली कि आवेग इसके लिए एक असामान्य सीमा पट्टी पर कैसे काबू पाता है। जिस समय अक्षतंतु की अंतिम शाखा आवक उत्तेजना से ढकी होती है, उस समय अन्तर्ग्रथनी पुटिकाओं से एक विशेष रसायन निकलता है - मध्यस्थ(मध्यस्थ), कई सिनेप्स में यह एक जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ है एसिटाइलकोलाइन -और अन्तर्ग्रथनी फांक में प्रवेश करता है। अंतराल में जमा होकर, यह पदार्थ प्राप्त करने वाली कोशिका की झिल्ली पर उसी तरह कार्य करता है जैसे तंत्रिका पर लागू जलन - इसकी पारगम्यता को बढ़ाता है; आयनों की गति शुरू हो जाती है, और बायोइलेक्ट्रिक घटना की एक तस्वीर पहले से ही परिचित हो जाती है। मध्यस्थ की रिहाई और इसके प्रभाव में झिल्ली के माध्यम से एक धारा के उभरने में समय लगता है। यह समय अन्तर्ग्रथनी विलंब में शामिल है।

तो, थोड़ा रुकने के बाद, एक निश्चित रासायनिक मध्यस्थ की मदद से विद्युत आवेग "दूसरी तरफ" खत्म हो गया। तो आगे क्या है? कोशिका के "बोलने" से पहले क्या होता है और उसकी उत्तेजना उसके अक्षतंतु के साथ संचरित होती है?

यह रहस्य हाल ही में सामने आया था, इस तथ्य के लिए धन्यवाद कि इलेक्ट्रोड को न्यूरॉन में घुसना संभव था; न्यूरॉन काम करता रहा जैसे कि कुछ हुआ ही न हो। इस तरह का एक कुशल स्काउट एक तरल से भरे माइक्रोपिपेट के रूप में एक पतला ग्लास इलेक्ट्रोड निकला - एक इलेक्ट्रोलाइट जिसमें समान आयन होते हैं जो सेल में होते हैं। इसकी पतली (कम माइक्रोन) नोक न्यूरॉन झिल्ली को छेदती है और इसे रबर बैंड की तरह पकड़ती है। इस प्रकार, वह सेल में होने वाली हर चीज को डिवाइस में कैप्चर और ट्रांसमिट करता है।

और वहां क्या होता है: एक मध्यस्थ की कार्रवाई के तहत, एक धीमी तरंग के रूप में झिल्ली पर एक विद्युत दोलन होता है, जो एक सेकंड के लगभग सौवें हिस्से तक रहता है (प्रत्येक बिंदु से गुजरने वाले आवेग से दस गुना अधिक समय तक) नस)। इसकी ख़ासियत यह है कि यह कोशिका से नहीं फैलता है, बल्कि अपने मूल स्थान पर बना रहता है। इस लहर का नाम था पोस्टअन्तर्ग्रथनी(सिनेप्स के बाद) क्षमता।एक के बाद एक आने वाले आवेगों के जवाब में एक ही न्यूरॉन के विभिन्न सिनेप्स में या एक ही सिनेप्स में उत्पन्न होने वाली लघु पोस्टसिनेप्टिक क्षमता को जोड़ा और सारांशित किया जाता है। अंत में, कुल क्षमता एक बहुत ही संवेदनशील स्थान पर झिल्ली की पारगम्यता को प्रभावित करने के लिए पर्याप्त मूल्य तक पहुंच जाती है - वह स्थान जहां अक्षतंतु कोशिका शरीर को छोड़ता है, कहा जाता है अक्षीय टीला।इस प्रभाव के परिणामस्वरूप, अक्षतंतु के साथ आवेगों का संचार होना शुरू हो जाता है और प्राप्त करने वाली कोशिका एक ट्रांसमीटर बन जाती है। संक्षेपण प्रक्रिया में समय लगता है, और यह समय अन्तर्ग्रथनी विलंब में भी शामिल होता है।

पोस्टसिनेप्टिक क्षमता के योग की विशेषताओं के अध्ययन से पता चला है कि यह बहुत है कठिन प्रक्रिया... सेल में, क्षमता के अलावा, जिसका विकास प्रसार उत्तेजना के उद्भव में योगदान देता है, एक अलग संकेत की क्षमता पाई जाती है, जो झिल्ली को विपरीत तरीके से प्रभावित करती है, अक्षतंतु में आवेगों को दबाती है। सबसे पहले नाम मिला उत्तेजक पोस्टअन्तर्ग्रथनी क्षमता(ईपीएसपी), दूसरा - निरोधात्मक पोस्टअन्तर्ग्रथनी क्षमता(टीपीएसपी)।

दो विपरीत प्रक्रियाओं की उपस्थिति - उत्साहतथा ब्रेक लगाना -और उनकी बातचीत अपने संगठन के सभी स्तरों पर तंत्रिका तंत्र की गतिविधि का मूल नियम है। हम भविष्य में एक से अधिक बार इस कानून के प्रकट होने के साथ मिलेंगे। यहाँ हम केवल ध्यान देंगे - यदि पिंजरे में टीपीएसपी नहीं थे, तो संचालन पथों में क्या अराजकता थी! आवेग बिना किसी राहत के उनके माध्यम से चलेंगे। और केंद्र? हां, वे ऐसी सूचनाओं से भर जाएंगे, जिन्हें समझना संभव नहीं होगा। टीपीएसपी अतिरिक्त जानकारी को समाप्त करता है, इस तथ्य में योगदान देता है कि यह भागों में प्राप्त होता है, और लगातार नहीं, कम महत्वपूर्ण आवेगों को दबाता है, अर्थात वे संगठन को तंत्रिका गतिविधि में लाते हैं।

प्रत्येक कोशिका के अंदर, जब आवेग आते हैं, ईपीएसपी और टीपीएसपी की बातचीत होती है, उनके बीच संघर्ष होता है, और संघर्ष का नतीजा प्राप्त संदेश के भाग्य को निर्धारित करता है - चाहे वह आगे प्रसारित हो या नहीं . इस प्रकार, एक न्यूरॉन जितनी अधिक जानकारी प्राप्त करता है, उसकी प्रतिक्रिया गतिविधि उतनी ही सूक्ष्म और जटिल होती है, जो बाहरी दुनिया और जीव के आंतरिक वातावरण से कई चर को ध्यान में रखते हुए उत्पन्न होती है। ऐसे माहौल में फैसला लेना कितना मुश्किल होता है, इसका अंदाजा लगाया जा सकता है।

यह मुश्किल है, लेकिन अच्छे संगठन के साथ यह संभव है। यह पूरा किया जाता है, जैसा कि हमने देखा है, अलग-अलग तरीकों से: तंतुओं को तंत्रिका चड्डी में, और न्यूरॉन्स को तंत्रिका केंद्रों में जोड़कर; उपस्थिति के लिए धन्यवाद एक बड़ी संख्या मेंप्रत्येक तंत्रिका कोशिका पर synapses, जो कई अभिभाषकों को आवेगों के संचरण की सुविधा प्रदान करता है; पृथक और एकतरफा चालन के नियमों के कार्यान्वयन के परिणामस्वरूप और अंत में, दो मुख्य तंत्रिका प्रक्रियाओं की बातचीत के कारण - विभिन्न आवेगों के जवाब में उत्पन्न होने वाली उत्तेजना और अवरोध।

वी सामान्य स्थितिइस विशेष स्थिति में जीव के लाभ के उद्देश्य से निर्णय लेने और उसके परिणाम एक अनुकूली प्रकृति के होते हैं। इसलिए, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की गतिविधि हमेशा एक निश्चित बाहरी या के कारण होती है आंतरिक कारण... इस कारण का निर्माण रिसेप्टर्स पर शुरू होता है, इसका विश्लेषण में किया जाता है तंत्रिका केंद्र, और जलन के लिए शरीर की प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया कार्यकारी अंगों, या तथाकथित द्वारा प्रदान की जाती है प्रभावकारक -मांसपेशियों, ग्रंथियों, आदि।

रिसेप्टर की उत्तेजना के जवाब में, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की भागीदारी के साथ की जाने वाली शरीर की प्रतिक्रिया कहलाती है प्रतिवर्त,और उसकी सभी गतिविधियाँ - प्रतिवर्त,अर्थात्, अलग-अलग जटिलता के कई अलग-अलग प्रतिबिंबों का संयोजन। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विभिन्न भागों के बीच कार्यों का वितरण कैसे होता है?

एक व्यक्ति में एक सौ अरब से अधिक न्यूरॉन्स होते हैं। प्रत्येक न्यूरॉन में एक शरीर और प्रक्रियाएं होती हैं - आमतौर पर एक लंबा अक्षतंतु और कई छोटे शाखित डेंड्राइट। इन प्रक्रियाओं के लिए धन्यवाद, न्यूरॉन्स एक दूसरे से संपर्क करते हैं और नेटवर्क और मंडल बनाते हैं जिसके साथ तंत्रिका आवेग प्रसारित होते हैं। जीवन भर, मानव मस्तिष्क न्यूरॉन्स खो देता है। यह कोशिका मृत्यु आनुवंशिक रूप से क्रमादेशित है, लेकिन अन्य ऊतकों में कोशिकाओं के विपरीत, न्यूरॉन्स विभाजित करने में सक्षम नहीं हैं। इस मामले में, एक अलग तंत्र संचालित होता है: मृत तंत्रिका कोशिकाओं के कार्यों को उनके "सहयोगियों" द्वारा लिया जाता है, जो आकार में वृद्धि करते हैं और नए कनेक्शन बनाते हैं, मृत कोशिका की निष्क्रियता की भरपाई करते हैं। फोटो: सेबस्टियन कौलिट्ज़की / शटरस्टॉक

लोकप्रिय धारणा के अनुसार, तंत्रिका कोशिकाएं पुन: उत्पन्न नहीं होती हैं। हालांकि, यह वास्तविकता के अनुरूप नहीं है: न्यूरॉन्स - तंत्रिका तंत्र की कोशिकाएं - वास्तव में, अन्य ऊतकों की कोशिकाओं की तरह विभाजित नहीं हो सकती हैं, लेकिन वे एक वयस्क के मस्तिष्क में भी उत्पन्न और विकसित होती हैं। इसके अलावा, न्यूरॉन्स अन्य कोशिकाओं के साथ खोई हुई प्रक्रियाओं और संपर्कों को बहाल करने में सक्षम हैं।

मानव तंत्रिका तंत्र में एक केंद्रीय भाग और एक परिधीय भाग होता है। मध्य में मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी शामिल है। मस्तिष्क में न्यूरॉन्स का सबसे बड़ा संग्रह होता है। प्रत्येक के शरीर से कई प्रक्रियाएं फैलती हैं, जो पड़ोसी न्यूरॉन्स के साथ संपर्क बनाती हैं। परिधीय भाग रीढ़ की हड्डी, स्वायत्त और कपाल नोड्स, नसों और तंत्रिका अंत से बनता है, जो अंगों, आंतरिक अंगों और ऊतकों को तंत्रिका आवेगों का संचालन प्रदान करता है। वी स्वस्थ स्थितितंत्रिका तंत्र एक अच्छी तरह से समन्वित तंत्र है, यदि एक जटिल श्रृंखला की एक कड़ी अपने कार्यों को पूरा नहीं करती है, तो पूरे शरीर को नुकसान होता है। त्वरित न्यूरोनल मौत का कारण होता है, उदाहरण के लिए, स्ट्रोक के बाद मस्तिष्क की गंभीर क्षति, पार्किंसंस रोग, अल्जाइमर रोग। कई दशकों से, वैज्ञानिक यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि क्या खोई हुई तंत्रिका कोशिकाओं की बहाली को प्रोत्साहित करना संभव है।

और फिर भी वे पुन: उत्पन्न होते हैं

वयस्क स्तनधारियों के मस्तिष्क में नए न्यूरॉन्स के जन्म की पुष्टि करने वाले पहले वैज्ञानिक प्रकाशन अमेरिकी शोधकर्ता जोसेफ ऑल्टमैन के हैं। 1962 में, उनका लेख "क्या वयस्क स्तनधारियों के मस्तिष्क में नए न्यूरॉन्स बन रहे हैं?" साइंस जर्नल में प्रकाशित हुआ था, जिसमें ऑल्टमैन ने अपने प्रयोग के परिणामों के बारे में बात की थी। एक विद्युत प्रवाह की मदद से, उन्होंने चूहे के मस्तिष्क की एक संरचना (पार्श्व .) को नष्ट कर दिया जानुवत) और वहां एक रेडियोधर्मी पदार्थ पेश किया, जो नई कोशिकाओं में प्रवेश करता है। कुछ महीने बाद, ऑल्टमैन ने थैलेमस और सेरेब्रल कॉर्टेक्स में नए रेडियोधर्मी न्यूरॉन्स की खोज की। इसके बाद के वर्षों में, ऑल्टमैन ने मस्तिष्क में न्यूरोजेनेसिस के अस्तित्व को साबित करने वाले कई और अध्ययन प्रकाशित किए। उदाहरण के लिए, 1965 में उनका लेख नेचर जर्नल में प्रकाशित हुआ था। इसके बावजूद, वैज्ञानिक समुदाय में ऑल्टमैन के कई विरोधी थे, केवल कुछ दशकों बाद, 1990 के दशक में, उनके काम को मान्यता मिली, और नए न्यूरॉन्स के जन्म की घटना - न्यूरोजेनेसिस - न्यूरोफिज़ियोलॉजी के सबसे आकर्षक क्षेत्रों में से एक बन गई।

आज यह पहले से ही ज्ञात है कि तथाकथित न्यूरोनल स्टेम कोशिकाओं से एक वयस्क स्तनपायी के मस्तिष्क में न्यूरॉन्स उत्पन्न हो सकते हैं। अब तक, यह स्थापित किया गया है कि यह मस्तिष्क के तीन क्षेत्रों में होता है: हिप्पोकैम्पस के डेंटेट गाइरस, सबवेंट्रिकुलर क्षेत्र (मस्तिष्क के पार्श्व वेंट्रिकल्स की पार्श्व दीवारों में) और अनुमस्तिष्क प्रांतस्था। सेरिबैलम में, न्यूरोजेनेसिस सबसे अधिक सक्रिय है। मस्तिष्क का यह क्षेत्र अचेतन स्वचालित कौशल के बारे में जानकारी प्राप्त करने और संग्रहीत करने के लिए जिम्मेदार है - उदाहरण के लिए, एक नृत्य सीखते समय, हम धीरे-धीरे आंदोलनों के बारे में सोचना बंद कर देते हैं, हम उन्हें स्वचालित रूप से करते हैं; इन पा के बारे में जानकारी सेरिबैलम में जमा हो जाती है। शायद शोधकर्ताओं के लिए सबसे पेचीदा डेंटेट गाइरस में न्यूरोजेनेसिस है। यह यहां है कि हमारी भावनाएं पैदा होती हैं, स्थानिक जानकारी संग्रहीत और संसाधित होती है। अभी तक यह पता लगाना संभव नहीं हो पाया है कि नवगठित न्यूरॉन्स पहले से बनी यादों को कैसे प्रभावित करते हैं और मस्तिष्क के इस हिस्से में परिपक्व कोशिकाओं के साथ कैसे बातचीत करते हैं।

मेमोरी भूलभुलैया

यह समझने के लिए कि नए न्यूरॉन्स पुराने लोगों के साथ कैसे बातचीत करते हैं, वे मॉरिस वॉटर भूलभुलैया में जानवरों को सीखने की प्रक्रिया का सक्रिय रूप से अध्ययन कर रहे हैं। प्रयोग के दौरान, जानवर को 1.2-1.5 मीटर व्यास, 60 सेमी गहरे पूल में रखा जाता है। पूल की दीवारें अलग होती हैं, जबकि पूल के एक निश्चित स्थान पर एक प्लेटफॉर्म कुछ मिलीमीटर नीचे छिपा होता है पानी। पानी में डूबा हुआ एक प्रयोगशाला चूहा अपने पैरों के नीचे की ठोस जमीन को जल्दी से महसूस करने लगता है। पूल में तैरते हुए, जानवर सीखता है कि मंच कहाँ है, और अगली बार इसे और तेज़ पाता है।

मॉरिस वाटर भूलभुलैया में चूहों को प्रशिक्षित करके, यह साबित करना संभव था कि स्थानिक स्मृति के गठन से सबसे कम उम्र के न्यूरॉन्स की मृत्यु हो जाती है, लेकिन सक्रिय रूप से उन कोशिकाओं के अस्तित्व का समर्थन करता है जो प्रयोग से लगभग एक सप्ताह पहले बनाई गई थीं, अर्थात स्मृति निर्माण की प्रक्रिया, नए न्यूरॉन्स की मात्रा को विनियमित किया जाता है। उसी समय, नए न्यूरॉन्स की उपस्थिति से नई यादें बनाना संभव हो जाता है। अन्यथा, जानवर और इंसान बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल नहीं हो सकते।

यह नोट किया गया है कि परिचित वस्तुओं का सामना करना सक्रिय हो जाएगा विभिन्न समूहहिप्पोकैम्पस न्यूरॉन्स। जाहिर है, ऐसे न्यूरॉन्स के प्रत्येक समूह में एक विशिष्ट घटना या स्थान की स्मृति होती है। इसके अलावा, विविध वातावरण में जीवन हिप्पोकैम्पस में न्यूरोजेनेसिस को उत्तेजित करता है: चूहों जो खिलौनों और लेबिरिंथ के साथ कोशिकाओं में रहते हैं, उनके हिप्पोकैम्पस में मानक खाली कोशिकाओं से उनके रिश्तेदारों की तुलना में अधिक नवगठित न्यूरॉन्स होते हैं।

यह उल्लेखनीय है कि न्यूरोजेनेसिस सक्रिय रूप से केवल मस्तिष्क के उन क्षेत्रों में होता है जो शारीरिक अस्तित्व के लिए सीधे जिम्मेदार होते हैं: गंध द्वारा अभिविन्यास, अंतरिक्ष में अभिविन्यास, मोटर मेमोरी के गठन के लिए। अमूर्त सोच सीखना सक्रिय रूप से किया जाता है युवा अवस्थाजब मस्तिष्क अभी भी बढ़ रहा है और न्यूरोजेनेसिस सभी क्षेत्रों को प्रभावित करता है। लेकिन परिपक्वता तक पहुंचने के बाद, न्यूरॉन्स के बीच संपर्कों के पुनर्गठन के कारण मानसिक कार्य विकसित होते हैं, लेकिन नई कोशिकाओं की उपस्थिति के कारण नहीं।

कई असफल प्रयासों के बावजूद, वयस्क मस्तिष्क में न्यूरोजेनेसिस के पहले अज्ञात फॉसी की खोज जारी है। यह दिशा न केवल के लिए प्रासंगिक मानी जाती है बुनियादी विज्ञानलेकिन अनुप्रयुक्त अनुसंधान के लिए भी। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के कई रोग मस्तिष्क के न्यूरॉन्स के एक विशिष्ट समूह के नुकसान से जुड़े होते हैं। यदि उनके लिए एक प्रतिस्थापन विकसित करना संभव था, तो पार्किंसंस रोग, अल्जाइमर रोग की कई अभिव्यक्तियाँ, नकारात्मक परिणाममिर्गी या स्ट्रोक पराजित होगा।

ब्रेन पैच

न्यूरोसाइंटिस्टों द्वारा अपने शोध में अपनाई गई एक और जिज्ञासु विधि एक वयस्क जानवर के मस्तिष्क में खोए हुए कार्यों को बहाल करने के लिए भ्रूण स्टेम कोशिकाओं का आरोपण है। हालांकि इस तरह के प्रयोग एक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के कारण पेश किए गए ऊतक या कोशिकाओं की अस्वीकृति की ओर ले जाते हैं, लेकिन अगर स्टेम कोशिकाएं कुछ मामलों में जड़ लेती हैं, तो वे ग्लियाल कोशिकाओं (ऊतक के साथ) में विकसित होती हैं, और न्यूरॉन्स में बिल्कुल नहीं। यहां तक ​​​​कि अगर भविष्य में मस्तिष्क के किसी भी क्षेत्र में न्यूरोजेनेसिस को सक्रिय किया जा सकता है, तो यह स्पष्ट नहीं है कि नवगठित न्यूरॉन्स तंत्रिका कोशिकाओं के पहले से स्थापित नेटवर्क के भीतर कैसे संबंध बनाएंगे और क्या वे ऐसा करने में सक्षम होंगे। यदि हिप्पोकैम्पस ऐसी प्रक्रिया के लिए तैयार है, तो मस्तिष्क के अन्य क्षेत्रों में नए न्यूरॉन्स की उपस्थिति वर्षों से स्थापित नेटवर्क को बाधित कर सकती है; अपेक्षित लाभ के स्थान पर हानि ही संभव है। फिर भी, वैज्ञानिक मस्तिष्क के अन्य भागों में न्यूरोजेनेसिस की संभावनाओं का सक्रिय रूप से अध्ययन करना जारी रखते हैं।

हाल ही में, फरवरी 2010 में, टोरंटो विश्वविद्यालय और वाटरलू विश्वविद्यालय के कनाडाई शोधकर्ताओं के एक समूह ने न्यूरोजेनेसिस उत्तेजक के रूप में साइक्लोस्पोरिन ए का उपयोग करके प्रयोगों के परिणाम प्रकाशित किए। सेल कल्चर में, साइक्लोस्पोरिन ए की क्षमता को कॉलोनी में कोशिकाओं की वृद्धि और संख्या में वृद्धि करने के लिए दिखाया गया था, और वयस्क चूहों के लिए इस पदार्थ की शुरूआत से मस्तिष्क में न्यूरोनल स्टेम कोशिकाओं में वृद्धि हुई।

कृत्रिम पदार्थों के साथ-साथ अंतर्जात अणुओं के गुणों की भी जांच की जा रही है जो न्यूरोजेनेसिस को बढ़ा सकते हैं। जानवरों के शरीर द्वारा उत्पादित न्यूरोट्रॉफिक कारक यहां सबसे अधिक ध्यान देने योग्य हैं। ये तंत्रिका वृद्धि कारक (एनजीएफ), मस्तिष्क न्यूरोट्रॉफिक कारक (बीडीएनएफ), न्यूरोट्रॉफिन -1, -3 और -4 हैं।

न्यूरोट्रॉफिक कारक प्रोटीन के एक समूह से संबंधित हैं जो तंत्रिका कोशिकाओं के विकास, विकास और अस्तित्व का समर्थन करते हैं। यदि न्यूरोट्रॉफिक कारक को मस्तिष्क के क्षतिग्रस्त क्षेत्र में पहुंचाया जाता है, तो उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि का समर्थन करने के लिए, न्यूरॉन्स की मृत्यु को काफी धीमा करना संभव है। हालांकि न्यूरोट्रॉफिक कारक मस्तिष्क में नई तंत्रिका कोशिकाओं की उपस्थिति को सक्रिय करने में असमर्थ हैं, वे करते हैं अद्वितीय संपत्ति- क्षति या हानि के बाद तंत्रिका कोशिकाओं (अक्षतंतु) की प्रक्रियाओं की बहाली को सक्रिय करें। कुछ अक्षतंतु एक मीटर तक लंबे होते हैं, और यह अक्षतंतु हैं जो मस्तिष्क से हमारे अंगों, आंतरिक अंगों और ऊतकों तक तंत्रिका आवेगों का संचालन करते हैं। इन मार्गों की अखंडता रीढ़ की हड्डी के फ्रैक्चर और कशेरुकाओं के विस्थापन से प्रभावित होती है। अक्षीय उत्थान ऐसे मामलों में हाथ और पैर को स्थानांतरित करने की क्षमता को बहाल करने की आशा है।

गोली मारता है और गोली मारता है

एक्सोनल रीजनरेशन की संभावना को साबित करने वाले पहले पेपर 1981 में प्रकाशित हुए थे। फिर साइंस जर्नल में एक लेख आया, जिसने साबित कर दिया कि ऐसा पुनर्जनन संभव है। आमतौर पर, कई कारण अक्षतंतु के पुनर्जनन में बाधा डालते हैं, लेकिन यदि बाधा हटा दी जाती है, तो अक्षतंतु सक्रिय रूप से अंकुरित होते हैं और खोए हुए लोगों के बजाय नए संपर्क बनाते हैं। अक्षीय उत्थान के अध्ययन की शुरुआत के साथ, चिकित्सा में एक नए युग की शुरुआत हुई, अब रीढ़ की हड्डी की चोट वाले लोगों में मोटर क्षमताओं को बहाल करने की उम्मीद है। इन अध्ययनों को व्यापक समर्थन मिला, और न केवल विभिन्न अनुसंधान केंद्र... तो, प्रसिद्ध अभिनेता क्रिस्टोफर रीव, जिन्होंने खेला मुख्य भूमिकासुपरमैन में और रीढ़ की हड्डी में फ्रैक्चर के बाद विकलांग, उन्होंने और उनकी पत्नी ने अपनी पत्नी के साथ क्रिस्टोफर और डाना रीव पैरालिसिस फाउंडेशन की स्थापना की।

अक्षीय पुनर्जनन के लिए मुख्य बाधा निशान ऊतक का निर्माण है, जो आसपास की कोशिकाओं से रीढ़ की हड्डी या परिधीय नसों को नुकसान पहुंचाता है। ऐसा माना जाता है कि ऐसा निशान क्षतिग्रस्त क्षेत्र से विषाक्त पदार्थों के संभावित प्रवेश से आसपास के क्षेत्रों को बचाता है। नतीजतन, अक्षतंतु निशान से नहीं टूट सकते। यह दिखाया गया है कि निशान ऊतक का आधार प्रोटीनलीकैन (चोंड्रोइटिन सल्फेट) है।

1998 में यूनिवर्सिटी ऑफ फ्लोरिडा ब्रेन इंस्टीट्यूट में प्रोफेसर डेविड मुइर की प्रयोगशाला में किए गए शोध से पता चला है कि बैक्टीरिया एंजाइम चोंड्रोइटिनेज एबीसी का उपयोग करके प्रोटीनलीकैन को तोड़ना संभव है। लेकिन यांत्रिक बाधा को दूर करने के बाद भी, अक्षीय वृद्धि अभी भी धीमी है। तथ्य यह है कि क्षति की साइट पर ऐसे पदार्थ होते हैं जो पुनर्जनन में हस्तक्षेप करते हैं, जैसे एमएजी, ओएमजीपी, नोगो। यदि आप उन्हें अवरुद्ध करते हैं, तो आप पुनर्जनन में उल्लेखनीय वृद्धि प्राप्त कर सकते हैं।

अंत में, सफल अक्षीय वृद्धि के लिए उच्च स्तर के न्यूरोट्रॉफिक कारकों को बनाए रखना आवश्यक है। इस तथ्य के बावजूद कि तंत्रिका तंत्र के उत्थान पर न्यूरोट्रॉफिन का सकारात्मक प्रभाव पड़ता है, क्लिनिकल परीक्षणमहत्वपूर्ण की पहचान की दुष्प्रभावजैसे वजन घटना, भूख, मतली, मनोवैज्ञानिक समस्याओं की उपस्थिति। पुनर्जनन को बढ़ाने के लिए स्टेम सेल को चोट वाली जगह में डाला जा सकता है, लेकिन इस बात के प्रमाण हैं कि रीढ़ की हड्डी में स्टेम सेल का आरोपण ट्यूमर की उपस्थिति को ट्रिगर कर सकता है।

यहां तक ​​​​कि अगर अक्षतंतु बड़ा हो गया है और तंत्रिका आवेगों को प्रसारित करने में सक्षम हो गया है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि अंग सामान्य रूप से कार्य करना शुरू कर देंगे। ऐसा होने के लिए, तंत्रिका कोशिकाओं और मांसपेशी फाइबर के अक्षतंतु के बीच कई संपर्क (synapses) होना आवश्यक है, जो मानव शरीर को गति में सेट करते हैं। ऐसे संपर्कों की बहाली में लंबा समय लगता है। बेशक, विशेष प्रदर्शन करके वसूली को तेज किया जा सकता है शारीरिक व्यायाम, लेकिन कुछ महीनों या वर्षों में मानव जीवन की शुरुआत के पहले दिन से ही दशकों से बनने वाले तंत्रिका संपर्कों की तस्वीर को पूरी तरह से फिर से बनाना असंभव है। ऐसे संपर्कों की संख्या की गणना नहीं की जा सकती है, यह संभवतः ब्रह्मांड में सितारों की संख्या के बराबर है।

लेकिन वहाँ भी है सकारात्मक बिंदु- अभी भी के लिए पिछले साल काजमीन से उतरने में कामयाब रहे, अब यह कम से कम स्पष्ट है कि आप किस तरह से न्यूरोरेजेनेरेशन को तेज करने की कोशिश कर सकते हैं।

भागीदारों की खबर

केंद्रीय तंत्रिका तंत्रऔर परिधीय, सिर से निवर्तमान द्वारा दर्शाया गया है और रीढ़ की हड्डी की नसें, - परिधीय नर्वस प्रणाली... मस्तिष्क के एक हिस्से से पता चलता है कि इसमें ग्रे और सफेद पदार्थ होते हैं।

ग्रे पदार्थ तंत्रिका कोशिकाओं (उनके शरीर से फैली प्रक्रियाओं के प्रारंभिक वर्गों के साथ) के संचय से बनता है। अलग प्रतिबंधित क्लस्टर बुद्धिनाभिक कहलाते हैं।

वनस्पति-संवहनी डिस्टोनिया लक्षण

इस रोग की विशेषता है थकान, कमजोरी, सिरदर्द, बेहोशी की प्रवृत्ति, सांस लेने में तकलीफ, गर्मी या भरे हुए कमरों में खराब अनुकूलन, अत्यधिक पसीनाऔर अन्य विकार।
यह के कारण होता है रोग संबंधी परिवर्तनकाम में स्वतंत्र तंत्रिका प्रणाली.
स्वायत्त तंत्रिका तंत्र (ANS) - तंत्रिका तंत्र विभाग, जो सभी आंतरिक अंगों के काम को नियंत्रित और नियंत्रित करता है। यह एक स्वायत्त तंत्रिका तंत्र है, क्योंकि इसकी गतिविधि मानव चेतना की इच्छा और नियंत्रण के अधीन नहीं है। ANS कई जैव रासायनिक के नियमन में शामिल है और शारीरिक प्रक्रियाएंउदाहरण के लिए समर्थन करता है सामान्य तापमानतन, इष्टतम रक्तचाप का स्तर, पाचन प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार है, मूत्र निर्माण, गतिविधियों के लिए हृदय, अंतःस्रावी, प्रतिरक्षा प्रणाली, आदि।

ANS के मुख्य विभागों में शामिल हैं: सहानुभूति और तंत्रिका.
ANS . का सहानुभूतिपूर्ण विभाजनके लिए जिम्मेदार पाचन तंत्र की मांसपेशियों की छूट, मूत्राशय ,

परिधीय तंत्रिका तंत्र तंत्रिका तंत्र का एक सशर्त रूप से प्रतिष्ठित हिस्सा है, जिसकी संरचनाएं मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी के बाहर स्थित होती हैं।

तंत्रिका तंत्र कोशिकाओं का बना होता है - न्यूरॉन्सजिसका कार्य सूचना को संसाधित और प्रसारित करना है। न्यूरॉन्स एक दूसरे से कनेक्शन के माध्यम से संपर्क करते हैं - synapses... एक न्यूरॉन रासायनिक वाहकों का उपयोग करके सिनैप्स के माध्यम से दूसरे को सूचना प्रसारित करता है - मध्यस्थों... न्यूरॉन्स 2 प्रकारों में विभाजित हैं: रोमांचक और निरोधात्मक... न्यूरॉन का शरीर घनी शाखाओं वाली प्रक्रियाओं से घिरा होता है - डेन्ड्राइटजो जानकारी प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। तंत्रिका आवेगों को संचारित करने वाली तंत्रिका कोशिका की प्रक्रिया कहलाती है एक्सोन... मनुष्यों में इसकी लंबाई 1 मीटर तक पहुंच सकती है।

परिधीय तंत्रिका तंत्र को उप-विभाजित किया जाता है स्वायत्त तंत्रिका तंत्र,शरीर के आंतरिक वातावरण की स्थिरता के लिए जिम्मेदार, और दैहिक तंत्रिका प्रणाली, मांसपेशियों, त्वचा, स्नायुबंधन को संक्रमित करना (तंत्रिकाओं की आपूर्ति करना)।

परिधीय तंत्रिका तंत्र (या तंत्रिका तंत्र के परिधीय भाग) में मस्तिष्क से निकलने वाली नसें शामिल हैं - कपाल नसेऔर रीढ़ की हड्डी से - रीढ़ की हड्डी की नसें, साथ ही तंत्रिका कोशिकाएं जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से बाहर निकल गई हैं। मुख्य रूप से तंत्रिका का हिस्सा किस प्रकार के तंत्रिका फाइबर पर निर्भर करता है, मोटर, संवेदी, मिश्रित और स्वायत्त (स्वायत्त) नसों को प्रतिष्ठित किया जाता है।

मोटर या संवेदी जड़ों द्वारा मस्तिष्क की सतह पर नसें दिखाई देती हैं। इस मामले में, मोटर जड़ें रीढ़ की हड्डी और मस्तिष्क में स्थित मोटर कोशिकाओं के अक्षतंतु हैं, और बिना किसी रुकावट के जन्मजात अंग तक पहुंचते हैं, और संवेदनशील रीढ़ की हड्डी के तंत्रिका कोशिकाओं के अक्षतंतु होते हैं। नोड्स की परिधि के लिए, संवेदी और मोटर फाइबर एक मिश्रित तंत्रिका बनाते हैं।

सभी परिधीय नसें उनके पर आधारित होती हैं शारीरिक विशेषताएंकपाल नसों में विभाजित - 12 जोड़े, रीढ़ की हड्डी - 31 जोड़े, स्वायत्त (स्वायत्त) तंत्रिकाएं।

कपाल नसें मस्तिष्क से निकलती हैं और इसमें शामिल हैं:

• पहली जोड़ी - घ्राण तंत्रिका
• दूसरी जोड़ी - ऑप्टिक तंत्रिका
• तीसरी जोड़ी - ओकुलोमोटर तंत्रिका
• चौथी जोड़ी - ट्रोक्लियर तंत्रिका
• 5वीं जोड़ी - ट्राइजेमिनल तंत्रिका
• छठा जोड़ा - पेट की नस
• सातवीं जोड़ी - चेहरे की नस
• 8वीं जोड़ी - वेस्टिबुलर तंत्रिका
• 9वीं जोड़ी - ग्लोसोफेरींजल तंत्रिका
• दसवीं जोड़ी - वेगस तंत्रिका
• 11वीं जोड़ी - सहायक तंत्रिका
• बारहवीं जोड़ी - हाइपोग्लोसल तंत्रिका

परिधीय तंत्रिका, रीढ़ की हड्डी और पृष्ठीय जड़ के माध्यम से, तंत्रिका आवेग रीढ़ की हड्डी, यानी केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में प्रवेश करते हैं।

आरोही तंतुशरीर के एक सीमित क्षेत्र से एक साथ एकत्र होते हैं और बनते हैं परिधीय नाड़ी... सभी प्रकार के तंतु (सतही और गहरी संवेदना, कंकाल की मांसपेशियों को संक्रमित करने वाले तंतु, और आंतरिक तंतु आंतरिक अंग, पसीने की ग्रंथियां और संवहनी चिकनी मांसपेशियां) 3 संयोजी ऊतक म्यान (एंडोन्यूरियम, पेरिन्यूरियम, एपिन्यूरियम) से घिरे बंडलों में संयोजित होती हैं और एक तंत्रिका केबल बनाती हैं।

इंटरवर्टेब्रल फोरामेन के माध्यम से परिधीय तंत्रिका रीढ़ की हड्डी की नहर में प्रवेश करने के बाद, यह पूर्वकाल और पीछे की रीढ़ की जड़ों में विभाजित हो जाती है।

पूर्वकाल की जड़ें रीढ़ की हड्डी को छोड़ देती हैं, पीछे की जड़ें इसमें प्रवेश करती हैं। स्पाइनल कैनाल के बाहर प्लेक्सस के अंदर, परिधीय नसों के तंतु इस तरह से आपस में जुड़े होते हैं कि अंततः एक ही तंत्रिका के तंतु विभिन्न रीढ़ की हड्डी की नसों के भीतर विभिन्न स्तरों पर समाप्त होते हैं।

भाग परिधीय नाड़ीकई अलग-अलग रूट सेगमेंट के फाइबर शामिल हैं।

रीढ़ की हड्डी कि नसे 31 जोड़े की राशि में वितरित किया जाता है:

• ग्रीवा नसें - 8 जोड़े
• पेक्टोरल नसें -12 जोड़े
• काठ की नसें - 5 जोड़े
• त्रिक तंत्रिकाएं - 5 जोड़े
• अनुमस्तिष्क तंत्रिका - 1 जोड़ी

प्रत्येक रीढ़ की हड्डी की तंत्रिकाएक मिश्रित तंत्रिका है और इससे संबंधित 2 जड़ों के संलयन से बनती है: संवेदी जड़, या पीछे की जड़, और मोटर जड़, या पूर्वकाल जड़। मध्य दिशा में, प्रत्येक जड़ जड़ तंतुओं का उपयोग करके रीढ़ की हड्डी से जुड़ी होती है। पृष्ठीय जड़ें मोटी होती हैं और इसमें एक रीढ़ की हड्डी होती है। सामने की जड़ों में कोई गांठ नहीं होती है। अधिकांश स्पाइनल नोड्स इंटरवर्टेब्रल फोरामेन में स्थित होते हैं।

बाह्य रूप से, स्पाइनल नोड पीछे की जड़ के मोटे होने जैसा दिखता है, जो पूर्वकाल और पीछे की जड़ों के संगम से केंद्र के थोड़ा करीब स्थित होता है। स्पाइनल नोड में ही, कोई सिनेप्स नहीं होते हैं।

बहुकोशिकीय जानवरों के शरीर में कोशिकाओं की गतिविधि "रासायनिक संदेशवाहक" और तंत्रिका कोशिकाओं द्वारा समन्वित होती है। पिछले कुछ वर्षों में, तंत्रिका आवेग की उत्पत्ति और संचरण की प्रकृति को काफी हद तक स्पष्ट करना संभव हो गया है।

जानवरों के साम्राज्य में एक जीव जितना अधिक स्थान रखता है, उसकी गतिविधियों के समन्वय के लिए डिज़ाइन की गई कोशिका प्रणाली की भूमिका उतनी ही महत्वपूर्ण हो जाती है। प्रकृति ने दो अलग-अलग समन्वय प्रणालियाँ बनाई हैं। उनमें से एक शरीर में "रासायनिक दूतों" की रिहाई और वितरण पर आधारित है - कुछ विशेष कोशिकाओं द्वारा उत्पादित हार्मोन और शरीर के अन्य भागों में स्थित कोशिकाओं की गतिविधि को विनियमित करने में सक्षम। दूसरी प्रणाली, बहुत तेज और समान चयनात्मक क्रिया करने में सक्षम, तंत्रिका कोशिकाओं, या न्यूरॉन्स की एक विशेष प्रणाली है, जिसका कार्य विद्युत आवेगों का उपयोग करके आदेश प्राप्त करना और संचारित करना है जो कुछ रास्तों पर फैलते हैं। ये दोनों समन्वय प्रणालियाँ बहुत पहले विकास की प्रक्रिया में उत्पन्न हुईं, और उनमें से दूसरी, अर्थात् तंत्रिका तंत्र, एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण विकासवादी विकास से गुज़री, जिसकी परिणति एक अद्भुत और रहस्यमय अंग - मानव मस्तिष्क के निर्माण में हुई।

हमारे मस्तिष्क में लाखों कोशिकाओं के कामकाज के बारे में हमारा ज्ञान अपनी प्रारंभिक अवस्था में है। हालांकि, यह ज्ञान आम तौर पर यहां निर्धारित कार्य को पूरा करने के लिए पर्याप्त है - वर्णन करने के लिए, और आंशिक रूप से यह समझाने के लिए कि व्यक्तिगत कोशिकाएं (न्यूरॉन्स) कैसे उत्पन्न और संचारित होती हैं वैद्युत संवेग, कोड का मुख्य तत्व है जिसके द्वारा मानव शरीर की आंतरिक संचार प्रणाली संचालित होती है।

अधिकांश तंत्रिका कोशिकाएँ दो प्रकार के न्यूरॉन्स होते हैं - संवेदी और मोटर। संवेदनशील न्यूरॉन्स तंत्रिका तंत्र के उच्च केंद्रों में आवेगों को इकट्ठा और संचारित करते हैं जो विशेष रिसेप्टर क्षेत्रों में उत्पन्न होते हैं, जिसका कार्य शरीर के बाहरी और आंतरिक वातावरण का निरीक्षण करना है। मोटर न्यूरॉन्स उच्च केंद्रों से "काम करने वाली" कोशिकाओं (आमतौर पर .) में आवेगों को संचारित करते हैं मांसपेशियों की कोशिकाएं), यानी, कोशिकाएं जिन पर इन दोनों वातावरणों में परिवर्तन के लिए शरीर की प्रतिक्रिया सीधे निर्भर करती है। सरल प्रतिवर्त प्रतिक्रियाओं में, संवेदी न्यूरॉन्स से मोटर न्यूरॉन्स तक संकेतों का संचरण स्वचालित रूप से होता है और अपेक्षाकृत सरल सिनैप्स सिस्टम द्वारा प्रदान किया जाता है जिनका काफी अच्छी तरह से अध्ययन किया जाता है।

भ्रूण के विकास की प्रक्रिया में, तंत्रिका कोशिका के शरीर से - चाहे वह संवेदी हो या मोटर कोशिका - विकसित होती है लंबी प्रक्रियाएक अक्षतंतु जो किसी अज्ञात तरीके से परिधि पर अपने इच्छित बिंदु तक बढ़ता है ताकि मांसपेशियों या त्वचा के साथ संपर्क बनाया जा सके। एक वयस्क में, एक अक्षतंतु की लंबाई 0.025 मिलीमीटर से कम की मोटाई के साथ 1-1.5 मीटर तक पहुंच सकती है। अक्षतंतु परिधि से तंत्रिका कोशिका के शरीर तक संदेश प्रसारित करने के लिए एक प्रकार का लघु टेलीग्राफ तार बनाता है, जो रीढ़ की हड्डी में या मस्तिष्क में रीढ़ या खोपड़ी के संरक्षण में स्थित होता है। पृथक परिधीय तंत्रिका तंतुओं का संभवतः किसी भी अन्य ऊतक की तुलना में अधिक गहन अध्ययन किया गया था, इस तथ्य के बावजूद कि ये तंतु केवल कोशिकाओं के टुकड़े हैं, जो अपने आप से कटे हुए हैं कोशिका नाभिक, और उनके परिधीय अंत से। फिर भी, ऐसे पृथक तंत्रिका तंतु लंबे समय तक तंत्रिका आवेगों को संचारित करने की क्षमता बनाए रखते हैं और आमतौर पर काम करना बंद करने से पहले दसियों हज़ार से अधिक आवेगों को संचारित कर सकते हैं। यह अवलोकन, कई अन्य लोगों के साथ, हमें आश्वस्त करता है कि तंत्रिका कोशिका का शरीर और उसमें संलग्न नाभिक, जाहिरा तौर पर, किसी तरह उनकी प्रक्रिया का "देखभाल" करते हैं, इसके विकास को नियंत्रित करते हैं और, यदि आवश्यक हो, मरम्मत क्षति, हालांकि नहीं सिग्नल ट्रांसमिशन में सीधे शामिल हैं।

कई वर्षों से इस सवाल पर बहस चल रही थी कि क्या मुख्य संरचनात्मक इकाई के रूप में कोशिका की अवधारणा तंत्रिका तंत्र और उसके कार्यात्मक कनेक्शन पर लागू होती है। कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​​​था कि विकासशील तंत्रिका कोशिका सचमुच उन सभी कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में विकसित होती है जिनके साथ यह कार्यात्मक बातचीत में प्रवेश करती है। उच्च-रिज़ॉल्यूशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के आगमन से पहले इस प्रश्न को पूरी तरह से हल नहीं किया जा सकता था। यह पता चला कि इसकी सभी प्रक्रियाओं की सतह सहित इसकी अधिकांश सतह पर तंत्रिका कोशिका वास्तव में अन्य कोशिकाओं के साथ कसकर लपेटी जाती है, लेकिन इन कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य को स्पष्ट रूप से व्यक्त झिल्ली द्वारा तंत्रिका कोशिका के कोशिका द्रव्य से अलग किया जाता है। इसके अलावा, तंत्रिका कोशिका की झिल्लियों और उसके आस-पास की अन्य कोशिकाओं के बीच एक छोटा सा अंतर होता है, आमतौर पर 100-200 एंगस्ट्रॉम मोटा होता है।

इनमें से कुछ सेल संपर्क सिनैप्स हैं - वे बिंदु जिन पर सिग्नल एक सेल से श्रृंखला में अगले लिंक तक प्रेषित होते हैं। हालाँकि, सिनैप्स केवल न्यूरॉन के शरीर पर या उसके पास, साथ ही अक्षतंतु के परिधीय छोर पर पाए जाते हैं। के सबसेआवरण कोशिकाएं, विशेष रूप से अक्षतंतु को ढकने वाली कोशिकाएं, तंत्रिका कोशिकाओं से संबंधित नहीं होती हैं। उनका कार्य अभी भी एक रहस्य है। इनमें से कुछ साथी कोशिकाओं को श्वान कोशिकाएँ कहा जाता है, अन्य को ग्लियाल कोशिकाएँ। ये कोशिकाएं, जाहिरा तौर पर, आवेग संचरण की प्रक्रिया में कोई भूमिका नहीं निभाती हैं: यह संभव है कि वे अप्रत्यक्ष रूप से इसमें भाग लेते हैं, प्रभावित करते हैं बिजली क्षेत्रअक्षतंतु के आसपास। यह बहुत महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, पृथक मांसपेशी फाइबर की सतह पर (जो विद्युत आवेगों को संचारित करने की उनकी क्षमता में तंत्रिका फाइबर के बहुत करीब हैं) ऐसे बहुत कम उपग्रह कोशिकाएं हैं।

अक्षतंतु उपग्रहों के कार्यों में से एक तथाकथित लुगदी बनाना है - एक खंडित इन्सुलेटिंग म्यान जो कशेरुकियों के परिधीय तंत्रिका तंतुओं को कवर करता है और उनकी संचालन क्षमता में सुधार करता है। बी. बेन-गुएरिन-उज़मैन और एफ. श्मिट के इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म अध्ययन के लिए धन्यवाद, अब हम जानते हैं कि लुगदी का प्रत्येक खंड एक श्वान कोशिका द्वारा बनता है, जिसमें एक नाभिक होता है; श्वान कोशिका का कोशिका द्रव्य अक्षतंतु के चारों ओर एक सर्पिल में कसकर मुड़ जाता है, जिससे एक बहुपरत म्यान बनता है। शेल के अलग-अलग खंडों को अंतराल से अलग किया जाता है, तथाकथित रैनवियर इंटरसेप्शन, जिसमें विद्युत संकेत पुन: उत्पन्न होता है।

अन्य प्रकार के तंत्रिका तंतु होते हैं, जो गूदे से रहित होते हैं, लेकिन ये तंतु भी श्वान कोशिकाओं की एक परत से ढके होते हैं। शायद यह ठीक है क्योंकि अक्षतंतु तंत्रिका कोशिका के नाभिक से इतनी दूर चला जाता है कि उसे न्यूक्लियेटेड उपग्रह कोशिकाओं के साथ इस निकट संपर्क की आवश्यकता होती है। स्नायु तंतु, पृथक अक्षतंतु के विपरीत, पूरी तरह से स्वतंत्र कोशिकाएं हैं, जिनमें से कोशिका द्रव्य में नाभिक होते हैं; एक नाभिक की उपस्थिति के साथ और संभवतः उपग्रह कोशिकाओं के बिना करने की उनकी क्षमता से संबंधित है। इन उपग्रहों का कार्य चाहे जो भी हो, वे किसी भी मामले में अक्षतंतु के जीवन का समर्थन किसी भी महत्वपूर्ण समय के लिए नहीं कर सकते हैं जब इसे कोशिका शरीर से काट दिया गया हो; कुछ दिनों बाद, ऐसी कट ऑफ प्रक्रिया हमेशा के लिए ढह जाती है और मर जाती है। जीवन भर एक तंत्रिका कोशिका का केंद्रक क्षति को बहाल करने के लिए एक केंद्र के रूप में कैसे कार्य करता है, और यह अक्षतंतु के सबसे दूर के हिस्सों में अपना प्रभाव कैसे फैलाता है, यह अभी भी एक रहस्य बना हुआ है (आखिरकार, यदि, उदाहरण के लिए, यह प्रभाव इसके माध्यम से फैलता है) साधारण प्रसार, तो उस दूरी को तय करने में वर्षों लगेंगे)।

प्रायोगिक शरीर क्रिया विज्ञान के तरीके बहुत अधिक फलदायी निकले जब तंत्रिका के साथ आवेगों के प्रत्यक्ष संचालन की प्रक्रियाओं के अध्ययन के लिए समान रूप से महत्वपूर्ण, लेकिन अध्ययन के लिए बहुत अधिक कठिन, दीर्घकालिक प्रक्रियाओं के अध्ययन के लिए लागू किया गया। हम एक तंत्रिका और उसके उपग्रहों के बीच रासायनिक अंतःक्रियाओं के बारे में या उन बलों के बारे में बहुत कम जानते हैं जो एक विशेष पथ के साथ बढ़ती तंत्रिका को निर्देशित करते हैं और इसे अन्य कोशिकाओं के साथ अन्तर्ग्रथनी संबंध बनाने के लिए प्रेरित करते हैं। हम इस बारे में भी कुछ नहीं जानते हैं कि कोशिकाएँ कैसे जानकारी जमा करती हैं, यानी मेमोरी मैकेनिज्म में क्या होता है। इसलिए, हम इस लेख के बाकी हिस्सों को लगभग विशेष रूप से तंत्रिका आवेगों के लिए समर्पित करेंगे और जिस तरह से वे संकीर्ण सिनैप्टिक फांक के माध्यम से प्रेषित होते हैं जो एक तंत्रिका कोशिका को दूसरे से अलग करते हैं।

तंत्रिका कोशिका के बारे में हमारी अधिकांश जानकारी विशाल स्क्विड अक्षतंतु के अध्ययन से प्राप्त हुई थी, जो मोटाई में लगभग एक मिलीमीटर तक पहुंचती है। इस फाइबर पर माइक्रोइलेक्ट्रोड लगाना या रेडियोधर्मी आइसोटोप के साथ लेबल किए गए पदार्थों के प्रवेश और निकास का निरीक्षण करना बहुत आसान है। फाइबर म्यान दोनों को अलग करता है जलीय घोल, जिसमें लगभग समान विद्युत चालकता होती है और लगभग समान विद्युत आवेशित कणों, या आयनों की संख्या होती है। लेकिन रासायनिक संरचनाये दो समाधान पूरी तरह से अलग हैं। बाहरी विलयन में, 90% से अधिक आवेशित कण सोडियम आयन (धनात्मक रूप से आवेशित) और क्लोरीन आयन (ऋणात्मक रूप से आवेशित) होते हैं। एक सेल के अंदर एक समाधान में, इन आयनों का योग विलेय के 10% से कम होता है; यहाँ धनावेशित आयनों का मुख्य भाग पोटैशियम आयनों द्वारा बनता है, और नकारात्मक आयनविभिन्न प्रकार के कार्बनिक कणों (जो निस्संदेह कोशिका में ही संश्लेषित होते हैं) द्वारा दर्शाए जाते हैं, जो अक्षतंतु झिल्ली के माध्यम से फैलने के लिए बहुत बड़े होते हैं। इसलिए, बाहर सोडियम आयनों की सांद्रता अक्षतंतु के अंदर की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक है; पोटेशियम आयनों की एकाग्रता, इसके विपरीत, अक्षतंतु के अंदर बाहर की तुलना में 30 गुना अधिक है। यद्यपि इन सभी आयनों के लिए अक्षतंतु झिल्ली की पारगम्यता कम है, फिर भी यह विभिन्न आयनों के लिए समान नहीं है; पोटेशियम और क्लोरीन आयन इस झिल्ली से सोडियम आयनों और बड़े कार्बनिक आयनों की तुलना में अधिक आसानी से गुजरते हैं। नतीजतन, एक संभावित अंतर उत्पन्न होता है, 60-90 मिलीवोल्ट तक पहुंच जाता है, और बाहरी समाधान के संबंध में सेल की आंतरिक सामग्री को नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है।

आयन सांद्रता में इन अंतरों को बनाए रखने के लिए, तंत्रिका कोशिका में एक प्रकार का पंप होता है जो झिल्ली के माध्यम से सोडियम आयनों को उसी दर से पंप करता है जैसे वे विद्युत रासायनिक ढाल की दिशा में कोशिका में प्रवेश करते हैं। आराम करने वाली कोशिका की सतह की सोडियम के प्रति पारगम्यता आमतौर पर इतनी कम होती है कि कोशिका में सोडियम आयनों का प्रवेश बहुत कम होता है; इसलिए, सेल चयापचय की प्रक्रिया में लगातार जारी होने वाली ऊर्जा का केवल एक छोटा सा हिस्सा पंपिंग प्रक्रिया से जुड़े कार्य के प्रदर्शन पर खर्च किया जाता है। हम इस पंप के संचालन का विवरण नहीं जानते हैं, हालांकि, ऐसा लगता है कि यह पोटेशियम आयनों के लिए सोडियम आयनों के आदान-प्रदान से जुड़ा हुआ है; दूसरे शब्दों में, झिल्ली के माध्यम से निकाले गए प्रत्येक सोडियम आयन के लिए, कोशिका को एक पोटेशियम आयन प्राप्त होता है। एक बार अक्षतंतु के अंदर, पोटेशियम आयन इसमें स्वतंत्र रूप से चलते हैं क्योंकि आयन आमतौर पर किसी भी साधारण खारा समाधान में चलते हैं। जब कोशिका आराम पर होती है, तो पोटेशियम आयन झिल्ली से बाहर की ओर रिसते हैं, बल्कि धीरे-धीरे।

अक्षतंतु झिल्ली अन्य कोशिकाओं की झिल्लियों के समान होती है। यह मोटाई में लगभग 50-100 एंगस्ट्रॉम है और वसायुक्त पदार्थों की एक पतली इन्सुलेट परत के साथ प्रदान की जाती है। उसके प्रतिरोधकताविद्युत प्रवाह का मार्ग प्रतिरोध से लगभग 10 मिलियन गुना अधिक है खारा समाधानइसे बाहर से और अंदर से धो लें। हालाँकि, अक्षतंतु पूरी तरह से बेकार होगा यदि इसे केवल विद्युत तार के रूप में उपयोग किया जाता है। अक्षतंतु के अंदर द्रव का प्रतिरोध तांबे के तार की तुलना में लगभग 100 मिलियन गुना अधिक होता है, और इसकी झिल्ली एक अच्छे तार की वाइंडिंग की तुलना में एक लाख गुना अधिक धारा प्रवाहित करने की अनुमति देती है। यदि आप अक्षतंतु को परेशान करते हैं विद्युत का झटकातंत्रिका आवेग को ट्रिगर करने के लिए बहुत कमजोर, विद्युत संकेत फैल जाता है और फाइबर के साथ केवल कुछ मिलीमीटर गुजरने के बाद क्षीण हो जाता है।

एक अक्षतंतु बिना क्षीणन और विरूपण के एक मीटर से अधिक की दूरी पर प्राथमिक आवेग को कैसे प्रसारित करता है?

यदि तंत्रिका कोशिका की झिल्ली पर लागू विद्युत संकेत की तीव्रता बढ़ जाती है, तो किसी बिंदु पर एक स्तर पर पहुंच जाता है, जिस पर संकेत अब फीका नहीं पड़ता और गायब नहीं होता। इस मामले में (यदि वोल्टेज वांछित संकेत) एक निश्चित सीमा पार हो जाती है और सेल "उत्साहित" हो जाता है। सेल अक्षतंतु अब एक निष्क्रिय तार की तरह व्यवहार नहीं करता है, बल्कि अपना स्वयं का आवेग उत्पन्न करता है, जो मूल रूप से लागू आवेग को बढ़ाता है। इस तरह से प्रवर्धित एक आवेग, या शिखर, अपनी ताकत खोए बिना एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर प्रेषित होता है, और पूरे अक्षतंतु में एक स्थिर गति से फैलता है। कशेरुकियों के तंत्रिका तंतुओं के साथ आवेग के प्रसार की गति कई मीटर प्रति सेकंड (पतले, गैर-मांसल तंतुओं के लिए) से लेकर लगभग 100 मीटर प्रति सेकंड (सबसे मोटे मांसल तंतुओं के लिए) तक होती है। चालन की उच्चतम गति - 300 किलोमीटर प्रति घंटे से अधिक - हम संवेदी और मोटर तंतुओं में पाते हैं जो शरीर के संतुलन और तेज प्रतिवर्त आंदोलनों के रखरखाव को नियंत्रित करते हैं। आवेग के संचरण के बाद, तंत्रिका तंतु को छोटी अवधिउत्तेजित होने की क्षमता खो देता है, एक दुर्दम्य अवस्था में गिर जाता है, लेकिन एक सेकंड के 1-2 हजारवें हिस्से के बाद, यह फिर से आवेग उत्पन्न करने के लिए तैयार होता है।

तंत्रिका आवेग में अंतर्निहित विद्युत रासायनिक प्रक्रियाएं, या, जैसा कि इसे क्रिया क्षमता कहा जाता है, पिछले 15 वर्षों में काफी हद तक स्पष्ट किया गया है। जैसा कि हमने देखा, झिल्ली की आंतरिक और बाहरी सतह के बीच संभावित अंतर मुख्य रूप से आयनों के लिए झिल्ली की विभिन्न पारगम्यता द्वारा निर्धारित किया जाता है; सोडियम और पोटेशियम। यह चयनात्मक पारगम्यता प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों तरह की कई झिल्लियों की विशेषता है। हालांकि, तंत्रिका फाइबर झिल्ली की ख़ासियत यह है कि इसकी पारगम्यता की डिग्री, बदले में, इसकी आंतरिक और बाहरी सतहों के बीच संभावित अंतर पर निर्भर करती है, और आवेगों के संचालन की पूरी प्रक्रिया, संक्षेप में, इस अत्यंत अजीब पारस्परिक पर आधारित है। प्रभाव।

ए। हॉजकिन और ए। हक्सले ने पाया कि झिल्ली की आंतरिक और बाहरी सतहों के बीच संभावित अंतर में कृत्रिम कमी तुरंत सोडियम आयनों के लिए झिल्ली पारगम्यता में वृद्धि का कारण बनती है। हम नहीं जानते कि झिल्ली पारगम्यता में ऐसा विशिष्ट परिवर्तन क्यों होता है, लेकिन इस परिवर्तन के परिणाम अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। जब धनात्मक रूप से आवेशित सोडियम आयन झिल्ली में प्रवेश करते हैं, तो वे अक्षतंतु के अंदर कुछ अतिरिक्त ऋणात्मक आवेश को स्थानीय रूप से बुझा देते हैं, जिससे संभावित अंतर में और कमी आती है। इस प्रकार, यह एक आत्म-सुदृढ़ीकरण प्रक्रिया है, क्योंकि झिल्ली के माध्यम से कई सोडियम आयनों का प्रवेश अन्य आयनों को उनके उदाहरण का अनुसरण करने की अनुमति देता है। जब झिल्ली की आंतरिक और बाहरी सतहों के बीच संभावित अंतर एक थ्रेशोल्ड मान तक कम हो जाता है, तो सोडियम आयन इतनी मात्रा में प्रवेश करते हैं कि आंतरिक समाधान का नकारात्मक चार्ज सकारात्मक में बदल जाता है; एक प्रकार का अचानक "इग्निशन" होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक तंत्रिका आवेग, या क्रिया क्षमता उत्पन्न होती है। आस्टसीलस्कप द्वारा एक चोटी के रूप में दर्ज की गई यह नाड़ी, उस बिंदु के सामने स्थित क्षेत्र में अक्षतंतु झिल्ली की पारगम्यता को बदल देती है, जिसके माध्यम से इस पलआवेग गुजरता है, और ऐसी स्थितियां बनाता है जो अक्षतंतु में सोडियम के प्रवेश को सुनिश्चित करते हैं; इसके कारण, कई बार दोहराई जाने वाली प्रक्रिया अक्षतंतु के साथ तब तक फैलती है जब तक कि क्रिया क्षमता अपनी पूरी लंबाई के साथ नहीं गुजरती।

अन्य घटनाएं सीधे चलती आवेग के पीछे खेलती हैं। "सोडियम दरवाजा", जो शिखर के उदय के दौरान खुला, फिर से बंद हो गया, और अब "पोटेशियम का दरवाजा" थोड़े समय के लिए खुला है। इससे धनावेशित पोटैशियम आयन तेजी से बाहर निकल जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अक्षतंतु के भीतर मूल ऋणात्मक आवेश की बहाली होती है। झिल्ली की आंतरिक और बाहरी सतह के बीच संभावित अंतर के बाद एक सेकंड के कुछ हज़ारवें हिस्से में वापस आ गया आधारभूत, इस संभावित अंतर को स्थानांतरित करना और एक नए आवेग के उद्भव का कारण बनना मुश्किल है। हालांकि, विभिन्न आयनों के लिए झिल्ली पारगम्यता जल्दी से अपने प्रारंभिक स्तर पर लौट आती है, जिसके बाद कोशिका अगली नाड़ी उत्पन्न करने के लिए तैयार होती है।

सोडियम आयनों का अक्षतंतु में प्रवेश और बाद में पोटेशियम आयनों का बाहर निकलना इतनी जल्दी होता है और कणों की इतनी कम संख्या को प्रभावित करता है कि ये प्रक्रियाएं पूरी तरह से अक्षतंतु की सामग्री की संरचना को प्रभावित नहीं कर सकती हैं। पुनःपूर्ति के बिना भी, अक्षतंतु के अंदर पोटेशियम आयनों की आपूर्ति दसियों आवेगों के पारित होने को सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त है। एक जीवित जीव में, एंजाइम प्रणाली जो सोडियम पंप के संचालन को नियंत्रित करती है, कोशिकाओं को आवेग उत्पन्न करने के लिए तत्परता की स्थिति में आसानी से बनाए रखती है।

यह जटिल प्रक्रिया - ट्रांसमिशन लाइन के साथ स्थित कई एम्पलीफायरों की भागीदारी के साथ एक सिग्नल का संचालन (जिसे सर्किट में रिसाव के कारण बहुत जल्दी क्षय करना होगा) - हमारे तंत्रिका तंत्र को अपेक्षाकृत लंबी दूरी पर संचार करने के लिए आवश्यक शर्तें प्रदान करता है। शरीर। यह हमारे संचार चैनलों के लिए प्रसिद्ध स्टीरियोटाइपिकल कोडिंग सिस्टम बनाता है - छोटी दालें, ताकत में लगभग स्थिर और अगला दोस्तएक के बाद एक अलग-अलग अंतराल पर, जिसका मूल्य पूरी तरह से तंत्रिका कोशिका की दुर्दम्य अवधि की अवधि पर निर्भर करता है। इस सरल कोडिंग प्रणाली की कमियों की भरपाई करने के लिए, शरीर में कई समानांतर संचार चैनल (अक्षतंतु) होते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक अलग तंत्रिका कोशिका की प्रक्रिया है। उदाहरण के लिए, ऑप्टिक तंत्रिका का ट्रंक, जो आंख से फैलता है, में एक लाख से अधिक नहरें होती हैं, जो एक दूसरे के निकट संपर्क में होती हैं; ये सभी विभिन्न आवेगों को मस्तिष्क के उच्च केंद्रों तक पहुंचाने में सक्षम हैं।

आइए अब इस प्रश्न पर लौटते हैं कि सिनैप्स में क्या होता है - उस बिंदु पर जहां आवेग एक कोशिका के अंत तक पहुँचता है और दूसरी तंत्रिका कोशिका से टकराता है। प्रत्येक व्यक्तिगत कोशिका के भीतर कार्य करने वाले आवेग संचरण की आत्म-सुदृढ़ीकरण प्रक्रिया में पड़ोसी कोशिकाओं को किसी दिए गए सेल की सीमाओं पर स्वचालित रूप से "कूद" करने की क्षमता नहीं होती है। और यह काफी स्वाभाविक है। आखिरकार, अगर सिग्नल अलग-अलग चैनलों से गुजर रहे हैं तंत्रिका बंडल, एक चैनल से दूसरे चैनल पर कूद सकता है, तो ऐसी सभी संचार प्रणाली कहीं भी उपयुक्त नहीं होगी। सच है, कार्यात्मक सिनैप्टिक संपर्कों की साइट पर, कोशिका झिल्ली के बीच की खाई आमतौर पर कई सौ एंगस्ट्रॉम से अधिक नहीं होती है। हालांकि, संपर्क क्षेत्र के आकार और कोशिका झिल्ली के इन्सुलेट गुणों के बारे में हम जो कुछ भी जानते हैं, उसके आधार पर यह कल्पना करना मुश्किल है कि एक तंत्रिका कोशिका के अंत और दूसरे की आंतरिक सामग्री के बीच एक प्रभावी टेलीग्राफ कनेक्शन है। इसमें आश्वस्त करने वाला अनुभव

सेंस एक सबथ्रेशोल्ड आवेग को प्रसारित करने का एक प्रयास हो सकता है - अर्थात, एक आवेग जो एक शिखर का कारण नहीं बनता है - एक सिनैप्स के माध्यम से जो मोटर तंत्रिकाओं में से एक को मांसपेशी फाइबर से अलग करता है। यदि सिनैप्स के पास ऐसी मोटर तंत्रिका पर एक कमजोर धारा लागू की जाती है, तो सीधे पेशी फाइबर में डाला गया लेड इलेक्ट्रोड कोई आवेग दर्ज नहीं करेगा। जाहिर है, सिनैप्स पर, तंत्रिका फाइबर द्वारा किया गया टेलीग्राफ संचार बाधित होता है, और संदेशों का आगे संचरण किसी अन्य प्रक्रिया का उपयोग करके होता है।

इस प्रक्रिया की प्रकृति की खोज लगभग 25 साल पहले जी. डेल और उनके सहयोगियों ने की थी। कुछ मायनों में, यह हमारे लेख की शुरुआत में उल्लिखित हार्मोनल तंत्र जैसा दिखता है। अंत मोटर तंत्रिकाएक निश्चित रासायनिक कारक (मध्यस्थ, या मध्यस्थ) को स्रावित करने वाली ग्रंथियों की तरह कार्य करें। उन्हें प्रेषित आवेग के जवाब में, ये अंत एक विशेष पदार्थ - एसिटाइलकोलाइन का स्राव करते हैं, जो संकीर्ण सिनैप्टिक फांक के माध्यम से जल्दी और कुशलता से फैलता है। एसिटाइलकोलाइन अणु मांसपेशी फाइबर के संपर्क के क्षेत्र में रिसेप्टर अणुओं के साथ बंधते हैं और किसी तरह इस फाइबर के "आयन दरवाजे" खोलते हैं, जिससे सोडियम अंदर प्रवेश कर सकता है और एक आवेग की पीढ़ी को ट्रिगर कर सकता है। मांसपेशियों के तंतुओं के संपर्क के क्षेत्र में एसिटाइलकोलाइन के प्रायोगिक अनुप्रयोग के साथ समान परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं। यह संभव है कि हमारे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में कोशिकाओं के बीच अधिकांश संपर्क बनाने में ऐसे रासायनिक मध्यस्थ शामिल हों। हालांकि, कोई शायद ही सोच सकता है कि एसिटाइलकोलाइन इन सभी मामलों में अभिनय करने वाले एक सार्वभौमिक मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है; इसलिए, कई वैज्ञानिक अन्य प्राकृतिक रासायनिक मध्यस्थों की तलाश में गहन शोध कर रहे हैं।

सिनैप्स में संचरण की समस्या प्रश्नों के दो समूहों में आती है: 1) तंत्रिका आवेग वास्तव में रासायनिक ट्रांसमीटर के स्राव का कारण कैसे बनता है? 2) भौतिक-रासायनिक कारक क्या हैं जो कुछ मामलों में एक आवेग उत्पन्न करने के लिए या दूसरों में इस पीढ़ी को बाधित करने के लिए एक पड़ोसी कोशिका को उत्तेजित करने के लिए रासायनिक मध्यस्थ की क्षमता निर्धारित करते हैं?

अब तक, हमने निषेध के बारे में कुछ नहीं कहा है, हालांकि यह तंत्रिका तंत्र में व्यापक है और सबसे दिलचस्प अभिव्यक्तियों में से एक का प्रतिनिधित्व करता है। तंत्रिका गतिविधि... अवरोध तब होता है जब एक तंत्रिका आवेग पास के सेल के लिए एक ब्रेक के रूप में कार्य करता है, अन्य चैनलों के माध्यम से एक ही समय में इसमें प्रवेश करने वाले उत्तेजक संकेतों के प्रभाव में इसकी सक्रियता को रोकता है। निरोधात्मक अक्षतंतु के साथ गुजरने वाला आवेग इसकी विद्युत विशेषताओं में उत्तेजक अक्षतंतु के साथ गुजरने वाले आवेग से अप्रभेद्य है। हालांकि, सभी संभावनाओं में, अन्तर्ग्रथन पर इसका भौतिक-रासायनिक प्रभाव एक अलग प्रकृति का है। यह संभव है कि अवरोध एक प्रक्रिया के परिणामस्वरूप होता है जो कुछ हद तक प्राप्त करने वाले सेल की झिल्ली क्षमता (विद्युतीकरण) को स्थिर करता है और इस सेल को अस्थिरता की दहलीज या "इग्निशन पॉइंट" पर लाने से रोकता है।

ऐसी कई प्रक्रियाएं हैं जो इस स्थिरीकरण को जन्म दे सकती हैं। हम पहले ही उनमें से एक का उल्लेख कर चुके हैं: यह दुर्दम्य अवधि के दौरान होता है, जो आवेग की पीढ़ी के तुरंत बाद मनाया जाता है। इस अवधि के दौरान, झिल्ली क्षमता को स्थिर किया जाता है उच्च स्तर(कोशिका की आंतरिक सामग्री का ऋणात्मक आवेश 80-90 मिलीवोल्ट है), क्योंकि "पोटेशियम द्वार" चौड़ा खुला है, और "सोडियम द्वार" कसकर बंद है। यदि कोई मध्यस्थ इनमें से किसी एक या दोनों अवस्थाओं का कारण बन सकता है, तो उसकी कार्रवाई, निस्संदेह, निषेध का चरित्र है। हम ठीक ही मान सकते हैं कि यह इस तरह है कि वेगस तंत्रिका से आने वाले आवेग हृदय गति को कम कर देते हैं; वैसे, मध्यस्थ द्वारा निर्मित वेगस तंत्रिका, वही एसिटाइलकोलाइन है, जिसकी खोज 40 साल पहले वी. लेवी ने की थी। इसी तरह के प्रभाव में स्थित विभिन्न निरोधात्मक सिनैप्स में देखे जाते हैं मेरुदण्डहालांकि, शामिल मध्यस्थों की रासायनिक प्रकृति अभी तक स्थापित नहीं हुई है।

निषेध भी हो सकता है यदि दो "विरोधी" अक्षतंतु दो से संबंधित हों विभिन्न कोशिकाएं, तीसरे सेल के उसी क्षेत्र में मिलें और किसी को हाइलाइट करें रासायनिक पदार्थएक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा करने में सक्षम। हालांकि इस तरह के निषेध का कोई उदाहरण अभी तक प्रकृति में नहीं मिला है, प्रतिस्पर्धी अवरोध की घटना रसायन विज्ञान और औषध विज्ञान में अच्छी तरह से जानी जाती है। (उदाहरण के लिए, कुररे के जहर का पक्षाघात प्रभाव एसिटाइलकोलाइन के साथ इसकी प्रतिस्पर्धा पर आधारित है। क्यूरारे अणुओं में मांसपेशी फाइबर के उस क्षेत्र से जुड़ने की क्षमता होती है जो आमतौर पर मुक्त होता है और एसिटाइलकोलाइन के साथ बातचीत करता है।) इसके विपरीत भी संभव है, अर्थात, कि निरोधात्मक तंत्रिका के अंत तक छोड़ा गया कुछ पदार्थ, उत्तेजक तंत्रिका के अंत में कार्य करता है, इसके स्रावी कार्य को कम करता है, और इस प्रकार जारी उत्तेजक न्यूरोट्रांसमीटर की मात्रा।

तो, हम फिर से उसी प्रश्न में आते हैं: एक तंत्रिका आवेग एक ट्रांसमीटर की रिहाई का कारण कैसे बनता है? हाल के प्रयोगों से पता चला है कि एक मांसपेशी के साथ एक तंत्रिका के जंक्शन पर तंत्रिका आवेगों की क्रिया एक न्यूरोट्रांसमीटर को स्रावित करने की प्रक्रिया को प्रेरित करने के लिए नहीं है, बल्कि इस प्रक्रिया की दर को बदलने के लिए है, जो झिल्ली क्षमता को बदलकर लगातार होती है। यहां तक ​​​​कि किसी भी उत्तेजना की अनुपस्थिति में, तंत्रिका अंत के कुछ हिस्से एसिटाइलकोलाइन के कुछ हिस्सों को अनियमित अंतराल पर छोड़ते हैं, प्रत्येक भाग में कई - शायद हजारों - अणु होते हैं।

जब भी मध्यस्थ के अणुओं के एक भाग का स्वतःस्फूर्त रूप से विमोचन होता है मांसपेशी तंतु synapse के दूसरी तरफ झूठ बोलते हुए, आप अचानक छोटी स्थानीय प्रतिक्रिया दर्ज कर सकते हैं। एक सेकंड के एक हजारवें हिस्से के बाद, मांसपेशी झिल्ली की क्षमता 0.5 मिलीवोल्ट कम हो जाती है, और फिर, एक सेकंड के 20 हजारवें हिस्से के भीतर, क्षमता बहाल हो जाती है। तंत्रिका अंत की झिल्ली क्षमता को व्यवस्थित रूप से बदलकर, इस झिल्ली क्षमता और ट्रांसमीटर के अलग-अलग हिस्सों के स्राव की दर के बीच एक निश्चित संबंध को प्रकट करना संभव था। जाहिर है, प्रत्येक 30 मिलीवोल्ट के लिए झिल्ली क्षमता में कमी के साथ स्राव की दर लगभग 100 गुना बढ़ जाती है। आराम की स्थिति में, ट्रांसमीटर का एक भाग प्रत्येक सिनैप्स के लिए प्रति सेकंड जारी किया जाता है। हालांकि, एक तंत्रिका आवेग के पारित होने के दौरान "120 मिलीवोल्ट" की क्षमता में अल्पकालिक परिवर्तन के साथ, थोड़े समय के लिए मध्यस्थ के कुछ हिस्सों की रिहाई की आवृत्ति लगभग एक लाख गुना बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप कई सौ मध्यस्थ के हिस्से एक साथ मिलीसेकंड के अंशों के भीतर जारी किए जाते हैं।

यह अत्यंत महत्वपूर्ण है कि मध्यस्थ हमेशा एक निश्चित आकार के बहु-आणविक भागों के रूप में जारी किया जाता है। यह संभवतः तंत्रिका अंत की सूक्ष्म संरचना की कुछ ख़ासियतों के कारण है। इन तंत्रिका अंत में लगभग 500 एंगस्ट्रॉम के व्यास के साथ तथाकथित बुलबुले का एक प्रकार का संचय होता है, जिसमें संभवतः, एक मध्यस्थ होता है, जो पहले से ही "पैक" होता है और अलगाव के लिए तैयार होता है। यह माना जा सकता है कि जब ये पुटिकाएं अक्षतंतु की झिल्ली से टकराती हैं, जैसा कि होने की संभावना है, इस तरह के टकराव से कभी-कभी पुटिकाओं की सामग्री को सिनैप्टिक फांक में छोड़ दिया जाता है। इस तरह की धारणाओं को अभी भी प्रत्यक्ष डेटा द्वारा पुष्टि करने की आवश्यकता है, लेकिन वे हमें एसिटाइलकोलाइन के असतत भागों के सहज रिलीज और विभिन्न प्राकृतिक और प्रयोगात्मक परिस्थितियों में इस रिलीज के त्वरण के बारे में जो कुछ भी जानते हैं, उसका उचित स्पष्टीकरण देने की अनुमति देते हैं। किसी भी मामले में, ये धारणाएं हमें एक ही समस्या के कार्यात्मक और रूपात्मक दृष्टिकोणों को एक साथ लाने की अनुमति देती हैं।

हमारे पास जानकारी की कमी के कारण, हमने बहुतों को छुआ तक नहीं है सबसे दिलचस्प समस्याएंलंबी अवधि की बातचीत और अनुकूली संशोधन जो निस्संदेह तंत्रिका तंत्र में होते हैं। शरीर क्रिया विज्ञान की इन समस्याओं का अध्ययन करने के लिए, पूरी तरह से नई विधियों को विकसित करना आवश्यक हो सकता है, पुराने के समान नहीं। यह संभव है कि उन तरीकों का पालन करना जिससे उत्तेजक कोशिकाओं की अल्पकालिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करना संभव हो गया, जिससे हमें सीखने, स्मृति, वातानुकूलित सजगता के विकास, साथ ही संरचनात्मक और कार्यात्मक समस्याओं में गहराई से प्रवेश करने से रोका गया। तंत्रिका कोशिकाओं और उनके पड़ोसियों के बीच बातचीत।