Ujumbe unaopitishwa kwa namna ya msukumo wa kuwasili kwa sequentially hutembea kando ya axoni na neurons ya mfumo mkuu wa neva kutoka kwa neuroni moja hadi nyingine, kufikia neurons za motor na kutoka kwao kwenda kwa viungo vya utendaji (misuli, tezi).
Je, uhamishaji wa msukumo wa neva kutoka neuroni moja hadi nyingine hutokeaje? Kwenye sehemu nyembamba za ubongo sana ukuzaji wa juu mtu anaweza kutambua kwamba matawi ya mwisho ya axon haipiti moja kwa moja kwenye michakato ya seli ya ujasiri ya mpokeaji. Mwishoni mwa tawi la axon, unene kama bud au plaque huundwa; plaque hii inakuja karibu na uso wa dendrite, lakini haiigusa. Umbali kati ya kisambazaji na mpokeaji ni kidogo, lakini unaweza kupimika. Ni angstroms 200, ambayo ni mara elfu 500 chini ya sentimita. Eneo la mawasiliano kati ya axon na neuroni ambayo msukumo hushughulikiwa huitwa sinepsi.
Inageuka kuwa kuna synapses sio tu kwenye dendrites, bali pia kwenye mwili wa seli. Idadi yao ni tofauti kwa neurons tofauti. Mwili mzima wa seli na sehemu za mwanzo za dendrites zimejaa buds. Hizi ni matawi ya mwisho ya si axon moja tu, lakini axoni nyingi sana, na, kwa hiyo, neuroni moja imeunganishwa na seli nyingine nyingi za ujasiri. Kazi ya uchungu ilifanywa kuhesabu idadi ya miisho ya sinepsi kwenye neuroni moja. Seli zingine zilikuwa na chini ya kumi au kadhaa kati yao, zingine zilikuwa na mia kadhaa, na kuna niuroni ambazo karibu sinepsi elfu 10 zilipatikana! Njia ambayo msisimko huchukua katika mfumo wa neva inategemea sinepsi, na sio tu kwa sababu kila neuroni imeunganishwa kwa njia iliyofafanuliwa madhubuti na idadi iliyoainishwa ya neurons zingine, lakini pia kwa sababu ya moja ya mali ya sinepsi - sheria ya utekelezaji wa upande mmoja. Ilibadilika kuwa msukumo hupita kwenye sinepsi tu katika mwelekeo mmoja - kutoka kwa axon ya seli moja ya ujasiri hadi kwa mwili na dendrites ya mwingine. Kwa hivyo, shughuli za sinepsi husaidia kurejesha utulivu katika asili ya kuenea kwa msisimko katika mfumo wa neva.
Uunganisho wa seli za ujasiri (synapses) katika ukuzaji wa juu.
Mali nyingine ya sinepsi iligunduliwa: msukumo mmoja ulitumiwa - msukumo ulikimbia kando ya axon, lakini kiini kilikuwa kimya; Akipewa hasira mara mbili mfululizo, anakaa kimya tena, lakini baada ya sita mfululizo, anaongea. Hii inamaanisha kuwa msisimko unaweza kujilimbikiza hatua kwa hatua, kujumlisha, na inapofikia thamani fulani, seli ya mpokeaji huanza kusambaza ujumbe zaidi kwenye axon yake. Na tu ikiwa kuwasha ni kali na ujumbe ni muhimu sana, seli ya mpokeaji hujibu mara moja. Walakini, msukumo huonekana kwenye axon baada ya muda fulani, mfupi sana; Zaidi ya hayo, ikiwa hapakuwa na sinepsi, msukumo ungekuwa tayari umekimbia 10-20 cm mbali na seli iliyotolewa wakati huu. Kipindi hiki cha wakati, kipindi cha ukimya, kinaitwa kuchelewa kwa synaptic msukumo.
Baada ya kufahamiana na sinepsi, tunakabiliwa na sheria mpya ambazo ni tofauti na sheria za shughuli za neva. Ni wazi, michakato mingine ya kisaikolojia pia hufanyika hapa. Lakini zipi? Wanatokea nyuma ya "milango iliyofungwa" na haipatikani kwa wanasaikolojia kwa muda mrefu. Baada ya yote, ili kuzigundua na kuzisoma, ilikuwa ni lazima kusoma jinsi axon, inayoweza kutofautishwa tu chini ya darubini, na seli ya ujasiri ambayo imeunganishwa na mawasiliano ya synaptic kuwasiliana na kila mmoja.
Msukumo hutembea kando ya axon, hufikia plaque na kusimama mbele ya ufa wa sinepsi. Nini kinafuata? Msukumo hauwezi kuruka juu ya pengo. Hapa mbinu mpya za utafiti zinakuja kusaidia mwanasayansi. Kwa kutumia kifaa maalum - hadubini ya elektroni, ambayo inatoa ongezeko la mara laki moja, formations maalum inayoitwa Bubbles synoptic. Kipenyo chao takriban kinalingana na saizi ya ufa wa sinepsi. Uchunguzi wa viputo hivi ulitoa ufunguo wa kuelewa jinsi msukumo unashinda ukanda wa mpaka usio wa kawaida. Wakati matawi ya mwisho ya axon yanafunikwa na msisimko unaoingia, dutu maalum ya kemikali hutolewa kutoka kwa vesicles ya synaptic - mpatanishi(mpatanishi), katika sinepsi nyingi ni dutu amilifu kibiolojia asetilikolini - na hupenya mwanya wa sinepsi. Kukusanya katika pengo, dutu hii hufanya juu ya utando wa seli ya mpokeaji kwa njia sawa na hasira inayotumiwa kwa ujasiri - huongeza upenyezaji wake; harakati ya ions huanza, na picha ya matukio ya bioelectric tayari tunayojua inaonekana. Inachukua muda kwa mpatanishi kutolewa na sasa kutokea kupitia membrane chini ya ushawishi wake. Wakati huu umejumuishwa katika ucheleweshaji wa sinepsi.
Kwa hiyo, baada ya kuchelewa kidogo, msukumo wa umeme, kwa usaidizi wa mpatanishi fulani wa kemikali, ulihamia "upande mwingine." Kwa hivyo ni nini kinachofuata? Ni nini hufanyika katika seli kabla ya "kuzungumza" na msisimko wake kupitishwa kwenye akzoni yake?
Siri hii ilifunuliwa hivi karibuni, shukrani kwa ukweli kwamba ilikuwa inawezekana kupenya electrode ndani ya neuron; wakati huo huo, neuroni iliendelea kufanya kazi kana kwamba hakuna kitu kilichotokea. Scout hiyo yenye ujuzi iligeuka kuwa electrode ya kioo nyembamba kwa namna ya micropipette iliyojaa kioevu - electrolyte iliyo na ions sawa ambazo ziko kwenye seli. Ncha yake nyembamba (chini ya mikroni) hutoboa utando wa nyuroni na kushikiliwa kama mkanda wa mpira. Kwa hivyo, inachukua na kupitisha kwa kifaa kila kitu kinachotokea kwenye seli.
Na hii ndio hufanyika huko: chini ya ushawishi wa mpatanishi, oscillation ya umeme inaonekana kwenye membrane kwa namna ya wimbi la polepole, ambalo hudumu karibu mia moja ya sekunde (mara kumi zaidi kuliko msukumo unaopita kupitia kila hatua ya ujasiri). Upekee wake ni kwamba hauenezi katika seli, lakini inabaki mahali pa asili yake. Wimbi hili linaitwa postsynaptic(baada ya sinepsi) uwezo. Uwezo mdogo wa postsynaptic unaojitokeza katika sinepsi tofauti za niuroni sawa au katika sinepsi sawa katika kukabiliana na msukumo unaofika mmoja baada ya mwingine huongezwa na kujumlishwa. Hatimaye, uwezo wa jumla hufikia thamani ya kutosha kuathiri upenyezaji wa utando katika sehemu moja nyeti sana - mahali ambapo akzoni huondoka kutoka kwa seli ya seli, inayoitwa. kilima cha axon. Kama matokeo ya ushawishi huu, msukumo huanza kupitishwa kando ya axon na kiini cha mpokeaji kinakuwa kisambazaji. Mchakato wa kujumlisha huchukua muda, na wakati huu pia umejumuishwa katika ucheleweshaji wa sinepsi.
Utafiti wa sifa za muhtasari wa uwezo wa postynaptic ulionyesha kuwa hii ni mbaya sana mchakato mgumu. Katika kiini, pamoja na uwezo, maendeleo ambayo huchangia kuibuka kwa msisimko wa kuenea, uwezekano wa ishara tofauti ulipatikana, ambao huathiri utando kwa njia tofauti, kukandamiza msukumo katika axon. Wa kwanza waliitwa uwezo wa kusisimua wa postsynaptic(EPSP), ya pili - uwezo wa kuzuia postsynaptic(TPSP).
Uwepo wa michakato miwili inayopingana - furaha Na breki - na mwingiliano wao ni sheria ya msingi ya shughuli za mfumo wa neva katika ngazi zote za shirika lake. Tutakumbana na maonyesho ya sheria hii zaidi ya mara moja katika siku zijazo. Hapa tunaona tu kwamba kama IPSP isingekuwa kwenye seli, ni machafuko gani yangetawala katika njia zinazoendesha! Misukumo ingepita ndani yao bila kupumzika. Vipi kuhusu vituo? Ndiyo, wangejawa na habari ambayo haingewezekana kuelewa. IPSPs huondoa maelezo ya ziada, kuhakikisha kwamba hufika kwa sehemu badala ya kuendelea, na kukandamiza msukumo usio muhimu, yaani, huanzisha shirika katika shughuli za neva.
Ndani ya kila seli, wakati msukumo unapofika, mwingiliano wa EPSP na IPSP hutokea, kuna mapambano kati yao, na matokeo ya mapambano huamua hatima ya ujumbe uliopokelewa - ikiwa utapitishwa zaidi au la. Kwa hivyo, habari zaidi ambayo neuroni inapokea, shughuli yake ya majibu ya hila zaidi na ngumu, ambayo hutokea wakati wa kuzingatia vigezo vingi kutoka kwa ulimwengu wa nje na mazingira ya ndani ya mwili. Mtu anaweza kufikiria jinsi ilivyo ngumu kufanya uamuzi chini ya hali kama hizo.
Ni vigumu, lakini kwa mpangilio mzuri inawezekana. Hii inatimizwa, kama tulivyoona, kwa njia tofauti: kwa kuchanganya nyuzi kwenye shina za ujasiri, na neurons kwenye vituo vya ujasiri; shukrani kwa uwepo idadi kubwa synapses kwenye kila seli ya ujasiri, ambayo inawezesha uhamisho wa msukumo kwa wapokeaji wengi; kama matokeo ya utekelezaji wa sheria za upitishaji wa pekee na wa upande mmoja na, mwishowe, kwa sababu ya mwingiliano wa michakato miwili kuu ya neva - msisimko na kizuizi, inayotokea kwa kukabiliana na msukumo mbalimbali.
KATIKA hali ya kawaida kufanya maamuzi na matokeo yake ni adaptive katika asili, kwa lengo la manufaa ya viumbe katika hali hii. Kwa hiyo, shughuli za mfumo mkuu wa neva daima husababishwa na baadhi ya nje au sababu ya ndani. Uundaji wa sababu hii huanza katika receptors, uchambuzi wake unafanywa ndani vituo vya neva, na majibu ya mwili kwa hasira hutolewa na viungo vya utendaji, au kinachojulikana watendaji - misuli, tezi, nk.
Mwitikio wa mwili, unaofanywa na ushiriki wa mfumo mkuu wa neva, kwa kukabiliana na kuwasha kwa mapokezi, huitwa. reflex, na shughuli zake zote - reflex, yaani, mchanganyiko wa reflexes nyingi za mtu binafsi za utata tofauti. Je, kazi husambazwaje kati ya sehemu mbalimbali za mfumo mkuu wa neva?
Wanadamu wana neuroni zaidi ya bilioni mia moja. Kila neuroni ina mwili na michakato - kwa kawaida akzoni moja ndefu na dendrites kadhaa fupi za matawi. Shukrani kwa taratibu hizi, neurons huwasiliana na kuunda mitandao na miduara ambayo msukumo wa ujasiri huzunguka. Katika maisha yote, ubongo wa mwanadamu hupoteza neurons. Kifo hiki cha seli hupangwa kijeni, lakini tofauti na seli za tishu zingine, niuroni haziwezi kugawanyika. Katika kesi hii, utaratibu tofauti hufanya kazi: kazi za seli za neva zilizokufa zinachukuliwa na "wenzake," ambazo huongezeka kwa ukubwa na kuunda uhusiano mpya, fidia kwa kutofanya kazi kwa seli iliyokufa. Picha: Sebastian Kaulitzki/Shutterstock |
Kulingana na imani maarufu, seli za ujasiri hazifanyi upya. Walakini, hii sio kweli: neurons - seli za mfumo wa neva - kwa kweli haziwezi kugawanyika kama seli za tishu zingine, lakini huibuka na kukuza hata kwenye ubongo wa mtu mzima. Kwa kuongeza, neurons zina uwezo wa kurejesha michakato iliyopotea na mawasiliano na seli nyingine.
Mfumo wa neva wa binadamu una sehemu ya kati na sehemu ya pembeni. Ya kati ni pamoja na ubongo na uti wa mgongo. Ubongo una mkusanyiko mkubwa zaidi wa neurons. Michakato mingi hutoka kwa mwili wa kila mmoja, ambayo huunda mawasiliano na neurons za jirani. Sehemu ya pembeni huundwa na nodi za mgongo, mimea na fuvu, mishipa na mwisho wa ujasiri ambao huhakikisha upitishaji wa msukumo wa ujasiri kwa viungo, viungo vya ndani na tishu. KATIKA hali ya afya Mfumo wa neva ni utaratibu ulioratibiwa vizuri; ikiwa moja ya viungo kwenye mnyororo tata haifanyi kazi zake, mwili wote unateseka. Kwa mfano, uharibifu mkubwa wa ubongo baada ya viharusi, ugonjwa wa Parkinson, na ugonjwa wa Alzheimer husababisha kifo cha kasi cha neurons. Kwa miongo kadhaa, wanasayansi wamekuwa wakijaribu kuelewa ikiwa inawezekana kuchochea urejesho wa seli za ujasiri zilizopotea.
Na bado wanazaliwa upya
Machapisho ya kwanza ya kisayansi yanayothibitisha kuzaliwa kwa neurons mpya katika ubongo wa mamalia wazima ni ya mtafiti wa Amerika Joseph Altman. Mnamo 1962, jarida la Sayansi lilichapisha nakala yake "Je, Neurons Mpya Zinaundwa katika Ubongo wa Mamalia Wazima?", Ambapo Altman alielezea matokeo ya jaribio lake. Kwa kutumia mkondo wa umeme, aliharibu moja ya miundo ya ubongo wa panya (imara mwili wa geniculate) na kuidunga kwa dutu ya mionzi ambayo hupenya kwenye seli mpya. Miezi michache baadaye, Altman aligundua niuroni mpya za mionzi kwenye thalamus na gamba la ubongo. Katika miaka iliyofuata, Altman alichapisha kazi kadhaa zaidi zinazothibitisha kuwepo kwa neurogenesis katika ubongo. Kwa mfano, mnamo 1965, nakala yake ilichapishwa katika jarida la Nature. Licha ya hayo, Altman alikuwa na wapinzani wengi katika jumuiya ya kisayansi; miongo kadhaa tu baadaye, katika miaka ya 1990, kazi yake ilipokea kutambuliwa, na hali ya kuzaliwa kwa neurons mpya - neurogenesis - ikawa moja ya maeneo ya kuvutia zaidi ya neurophysiology.
Leo tayari inajulikana kuwa neurons zinaweza kutokea kwenye ubongo wa mamalia mzima kutoka kwa kinachojulikana kama seli za shina za neuronal. Hadi sasa, imeanzishwa kuwa hii hutokea katika maeneo matatu ya ubongo: gyrus ya dentate ya hippocampus, eneo la subventricular (katika kuta za kando za ventricles ya baadaye ya ubongo) na cortex ya cerebellar. Neurogenesis ni kazi zaidi katika cerebellum. Sehemu hii ya ubongo ina jukumu la kupata na kuhifadhi habari juu ya ustadi wa kiotomatiki usio na fahamu - kwa mfano, wakati wa kujifunza densi, polepole tunaacha kufikiria juu ya harakati na kuzifanya moja kwa moja; habari kuhusu vigezo hivi huhifadhiwa kwa usahihi kwenye cerebellum. Labda jambo la kuvutia zaidi kwa watafiti linabaki kuwa neurogenesis kwenye gyrus ya meno. Hapa ndipo hisia zetu zinapozaliwa, habari za anga huhifadhiwa na kuchakatwa. Bado haiwezekani kuelewa jinsi niuroni mpya zinazoathiri kumbukumbu zilizoundwa tayari na kuingiliana na seli zilizokomaa za sehemu hii ya ubongo.
Labyrinth kwa kumbukumbu
Ili kuelewa jinsi nyuroni mpya zinavyoingiliana na za zamani, mchakato wa kujifunza wa wanyama katika maze ya maji ya Morris unasomwa kikamilifu. Wakati wa jaribio, mnyama huwekwa kwenye bwawa la kipenyo cha 1.2-1.5 m, kina cha cm 60. Kuta za bwawa ni tofauti, na katika sehemu fulani ya bwawa jukwaa limefichwa milimita chache chini ya maji. Panya wa maabara aliyetumbukizwa ndani ya maji hujitahidi kuhisi haraka ardhi imara chini ya miguu yake. Wakati wa kuogelea kwenye bwawa, mnyama hujifunza mahali jukwaa lilipo na huipata kwa kasi wakati ujao.
Kwa kufundisha panya kwenye maze ya maji ya Morris, iliwezekana kudhibitisha kuwa malezi ya kumbukumbu ya anga husababisha kifo cha neurons changa zaidi, lakini inasaidia kikamilifu maisha ya seli ambazo ziliundwa karibu wiki moja kabla ya majaribio, ambayo ni, wakati wa majaribio. mchakato wa malezi ya kumbukumbu, kiasi cha neurons mpya umewekwa. Wakati huo huo, kuibuka kwa neurons mpya hufanya iwezekanavyo kuunda kumbukumbu mpya. Vinginevyo, wanyama na wanadamu wasingeweza kukabiliana na mabadiliko ya hali ya mazingira.
Imebainika kuwa kukutana na vitu vya kawaida huamsha makundi mbalimbali neurons ya hippocampal. Inavyoonekana, kila kikundi cha nyuroni kama hizo hubeba kumbukumbu ya tukio au mahali fulani. Zaidi ya hayo, kuishi katika mazingira tofauti huchochea neurogenesis katika hipokampasi: panya wanaoishi kwenye vizimba vya kuchezea na mazes wana niuroni mpya zaidi kwenye hipokampasi kuliko jamaa zao kutoka kwa vizimba tupu vya kawaida.
Ni vyema kutambua kwamba neurogenesis hutokea kikamilifu tu katika maeneo hayo ya ubongo ambayo yanawajibika moja kwa moja kwa maisha ya kimwili: mwelekeo na harufu, mwelekeo katika nafasi, na malezi ya kumbukumbu ya magari. Fikra dhahania hufundishwa kikamilifu ndani katika umri mdogo wakati ubongo bado unakua na neurogenesis huathiri maeneo yote. Lakini baada ya kufikia ukomavu, kazi za akili zinaendelea kutokana na urekebishaji wa mawasiliano kati ya neurons, lakini si kutokana na kuonekana kwa seli mpya.
Licha ya majaribio kadhaa yasiyofanikiwa, utafutaji wa foci isiyojulikana ya neurogenesis katika ubongo wa watu wazima unaendelea. Mwelekeo huu unachukuliwa kuwa muhimu sio tu kwa sayansi ya kimsingi, lakini pia kwa ajili ya utafiti uliotumika. Magonjwa mengi ya mfumo mkuu wa neva yanahusishwa na kupoteza kwa kundi maalum la neurons katika ubongo. Ikiwa ingewezekana kukuza uingizwaji wao, basi ugonjwa wa Parkinson, udhihirisho mwingi wa ugonjwa wa Alzheimer's, Matokeo mabaya kifafa au kiharusi ingeshindwa.
Vidonda vya Ubongo
Njia nyingine ya kuvutia iliyopitishwa na wanasayansi wa neva katika utafiti wao ni kupandikizwa kwa seli za shina za kiinitete kwenye ubongo wa mnyama mzima ili kurejesha utendaji uliopotea. Ingawa majaribio kama haya yanasababisha kukataliwa kwa tishu au seli zilizoletwa kwa sababu ya mwitikio mkali wa kinga, lakini ikiwa seli za shina huchukua mizizi katika hali zingine, hukua na kuwa seli za glial (tishu zinazoandamana), na sio nyuroni. Hata kama katika siku zijazo neurogenesis inaweza kuamilishwa katika eneo lolote la ubongo, haijulikani jinsi neurons mpya zitaunda miunganisho ndani ya mtandao ulioanzishwa wa seli za ujasiri na ikiwa wataweza kufanya hivyo hata kidogo. Ikiwa hippocampus iko tayari kwa mchakato huo, basi kuibuka kwa neurons mpya katika maeneo mengine ya ubongo kunaweza kuharibu mitandao ambayo imeanzishwa kwa miaka mingi; Badala ya faida inayotarajiwa, labda madhara tu yatasababishwa. Walakini, wanasayansi wanaendelea kusoma kwa bidii uwezekano wa neurogenesis katika sehemu zingine za ubongo.
Hivi majuzi zaidi, mnamo Februari 2010, kikundi cha watafiti wa Kanada kutoka Chuo Kikuu cha Toronto na Chuo Kikuu cha Waterloo walichapisha matokeo ya majaribio kwa kutumia cyclosporine A kama kichocheo cha neurogenesis. Katika utamaduni wa seli, cyclosporine A ilionyeshwa kuongeza ukuaji na idadi ya seli katika koloni, na utawala wa dutu hii kwa panya wazima ulisababisha ongezeko la seli za shina za neuronal katika ubongo.
Pamoja na vitu vya bandia, mali ya molekuli endogenous ambayo inaweza kuimarisha neurogenesis pia inasomwa. Sababu za neurotrophic zinazozalishwa na mwili wa wanyama zinastahili tahadhari zaidi hapa. Hizi ni sababu ya ukuaji wa neva (NGF), sababu ya neurotrophic inayotokana na ubongo (BDNF), neurotrophins-1, -3 na -4.
Sababu za neurotrophic ni za kundi la protini zinazosaidia ukuaji, maendeleo na maisha ya seli za ujasiri. Ikiwa utatoa sababu ya neurotrophic kwenye eneo lililoharibiwa la ubongo, unaweza kupunguza kasi ya kifo cha neurons na kusaidia kazi zao muhimu. Ingawa sababu za neurotrophic haziwezi kuamsha kuonekana kwa seli mpya za ujasiri kwenye ubongo, zina mali ya kipekee- kuamsha marejesho ya michakato ya seli za ujasiri (axons) baada ya uharibifu au kupoteza. Urefu wa baadhi ya akzoni hufikia mita, na ni akzoni zinazofanya msukumo wa neva kutoka kwa ubongo hadi kwa viungo, viungo vya ndani na tishu. Uadilifu wa njia hizi unasumbuliwa na fractures ya mgongo na uhamisho wa vertebral. Upyaji wa axonal ni matumaini ya kurejesha uwezo wa kusonga mikono na miguu katika matukio hayo.
Chipukizi na shina
Kazi za kwanza zinazothibitisha uwezekano wa kuzaliwa upya kwa axon zilichapishwa mnamo 1981. Kisha nakala ilionekana kwenye jarida la Sayansi, ambayo ilithibitisha kuwa kuzaliwa upya kama hiyo kunawezekana. Kwa kawaida, sababu kadhaa huingilia kuzaliwa upya kwa axon, lakini ikiwa kikwazo kinaondolewa, axons hukua kikamilifu na kuunda mawasiliano mapya ili kuchukua nafasi ya wale waliopotea. Kwa mwanzo wa utafiti wa kuzaliwa upya kwa axonal, enzi mpya katika dawa ilifunguliwa, sasa watu wenye uharibifu wa uti wa mgongo wana matumaini kwamba uwezo wa magari unaweza kurejeshwa. Masomo haya yalipata msaada mkubwa, sio tu kutoka kwa anuwai vituo vya utafiti. Kwa hivyo, muigizaji maarufu Christopher Reeve, ambaye alicheza jukumu kuu katika filamu "Superman" na akawa mlemavu baada ya kuvunjika kwa uti wa mgongo, yeye na mkewe walianzisha msingi wa kusaidia utafiti kama huo - Christopher na Dana Reeve Paralysis Foundation.
Kikwazo kikuu cha kuzaliwa upya kwa axonal ni uundaji wa tishu za kovu, ambazo hutenganisha uharibifu wa uti wa mgongo au mishipa ya pembeni kutoka kwa seli zinazozunguka. Inaaminika kuwa kovu kama hiyo huokoa maeneo ya karibu kutokana na uwezekano wa kupenya kwa sumu kutoka kwa eneo lililoharibiwa. Kama matokeo, axons haziwezi kuvunja kovu. Imeonyeshwa kuwa msingi wa tishu nyekundu ni protini glycans (chondroitin sulfate).
Utafiti uliofanywa mwaka wa 1998 katika maabara ya Profesa David Muir katika Taasisi ya Ubongo ya Chuo Kikuu cha Florida ulionyesha kuwa inawezekana kuharibu glycans ya protini kwa kutumia kimeng'enya cha bakteria chondroitinase ABC. Lakini hata wakati kikwazo cha mitambo kinapoondolewa, ukuaji wa axon bado umepungua. Ukweli ni kwamba kwenye tovuti ya uharibifu kuna vitu vinavyoingilia kuzaliwa upya, kama vile MAG, OMgp, Nogo. Ikiwa utawazuia, unaweza kufikia ongezeko kubwa la kuzaliwa upya.
Hatimaye, kudumisha viwango vya juu vya sababu za neurotrophic ni muhimu kwa ukuaji wa axonal wenye mafanikio. Ingawa neurotrophins zina athari chanya katika kuzaliwa upya kwa mfumo wa neva, majaribio ya kliniki kutambuliwa muhimu madhara, kama vile kupoteza uzito, kupoteza hamu ya kula, kichefuchefu, na kuonekana kwa matatizo ya kisaikolojia. Ili kuimarisha kuzaliwa upya, seli shina zinaweza kudungwa kwenye tovuti ya jeraha, lakini kuna ushahidi kwamba kupandikizwa kwa seli za shina kwenye uti wa mgongo kunaweza kusababisha kuonekana kwa uvimbe.
Hata kama axon imekua na kuwa na uwezo wa kufanya msukumo wa ujasiri, hii haimaanishi kwamba viungo vitaanza kufanya kazi kwa kawaida. Kwa hili kutokea, lazima kuwe na mawasiliano mengi (synapses) kati ya axons ya seli za ujasiri na nyuzi za misuli, ambayo huweka mwili wa mwanadamu katika mwendo. Kurejesha mawasiliano kama haya huchukua muda mrefu. Bila shaka, kupona kunaweza kuharakishwa ikiwa unafanya maalum mazoezi ya viungo, lakini katika miezi michache au hata miaka haiwezekani kurejesha kabisa picha ya mawasiliano ya ujasiri ambayo imeundwa kwa miongo kadhaa, tangu siku ya kwanza ya kuzaliwa kwa maisha ya binadamu. Idadi ya waasiliani kama hao haiwezi kuhesabiwa; pengine inaweza kulinganishwa na idadi ya nyota katika Ulimwengu.
Lakini pia kuna uhakika chanya- bado kwa miaka iliyopita Tulifanikiwa kusonga sindano, sasa ni wazi angalau kwa njia gani tunaweza kujaribu kuharakisha kuzaliwa upya kwa neva.
Habari za washirika
mfumo mkuu wa neva na pembeni, inayowakilishwa na wale wanaotoka kichwa na mishipa ya uti wa mgongo, - mfumo wa neva wa pembeni. Sehemu ya msalaba ya ubongo inaonyesha kuwa ina vitu vya kijivu na nyeupe.Grey suala huundwa na makundi ya seli za ujasiri (pamoja na sehemu za awali za michakato inayotoka kwenye miili yao). Makundi ya watu binafsi yenye vikomo jambo la kijivu huitwa nuclei.
Dalili za dystonia ya mboga-vascular
Ugonjwa huu una sifa uchovu, udhaifu, maumivu ya kichwa, tabia ya kukata tamaa, hisia ya ukosefu wa hewa, kukabiliana na hali mbaya ya joto au vyumba vilivyojaa, kuongezeka kwa jasho. na matatizo mengine.Hii inasababishwa mabadiliko ya pathological kazini mfumo wa neva wa uhuru.
Mfumo wa neva unaojiendesha (ANS) - idara ya mfumo wa neva, ambayo inadhibiti na kudhibiti kazi ya viungo vyote vya ndani. Huu ni mfumo wa neva wa uhuru, kwani shughuli zake sio chini ya mapenzi na udhibiti wa ufahamu wa mwanadamu. ANS inashiriki katika udhibiti wa biochemical nyingi na michakato ya kisaikolojia, kwa mfano, inasaidia joto la kawaida mwili, mojawapo kiwango cha shinikizo la damu kuwajibika kwa michakato ya utumbo, mkojo, kwa shughuli moyo na mishipa, endocrine, mifumo ya kinga, nk.
Mgawanyiko kuu wa ANS ni pamoja na: huruma na parasympathetic.
Mgawanyiko wa huruma wa ANS inawajibika kwa kupumzika kwa misuli ya njia ya utumbo, Kibofu,
Mfumo wa neva wa pembeni ni sehemu inayojulikana ya mfumo wa neva, miundo ambayo iko nje ya ubongo na uti wa mgongo.
Mfumo wa neva unajumuisha seli - niuroni, ambao kazi yake ni kuchakata na kusambaza habari. Neurons huwasiliana kupitia miunganisho - sinepsi. Neuroni moja hupeleka habari hadi nyingine kupitia sinepsi kwa kutumia vibeba kemikali - wapatanishi. Neurons imegawanywa katika aina 2: kusisimua na kuzuia. Mwili wa neuroni umezungukwa na michakato yenye matawi - dendrites, ambayo imeundwa kupokea habari. Ugani wa seli ya ujasiri ambayo hupeleka msukumo wa ujasiri inaitwa akzoni. Urefu wake kwa wanadamu unaweza kufikia mita 1.
Mfumo wa neva wa pembeni umegawanywa katika mfumo wa neva wa uhuru, kuwajibika kwa uthabiti wa mazingira ya ndani ya mwili, na mfumo wa neva wa somatic, innervating (kusambaza mishipa) misuli, ngozi, mishipa.
Mfumo wa neva wa pembeni (au mfumo wa neva wa pembeni) ni pamoja na mishipa inayotoka kwenye ubongo - mishipa ya fuvu na kutoka kwa uti wa mgongo - mishipa ya mgongo, pamoja na seli za ujasiri ambazo zimehamia nje ya mfumo mkuu wa neva. Kulingana na aina gani ya nyuzi za ujasiri zinajumuishwa katika ujasiri, mishipa imegawanywa katika motor, hisia, mchanganyiko na uhuru (mimea).
Mishipa huonekana kwenye uso wa ubongo kama mizizi ya motor au hisia. Katika kesi hiyo, mizizi ya magari ni akzoni za seli za magari ziko kwenye uti wa mgongo na ubongo, na kufikia chombo kisichohifadhiwa bila usumbufu, na mizizi ya hisia ni axoni za seli za ujasiri za ganglia ya mgongo. Kwa pembezoni mwa nodi, nyuzi za hisia na motor huunda ujasiri mchanganyiko.
Mishipa yote ya pembeni kulingana na yao vipengele vya anatomical imegawanywa katika mishipa ya fuvu - jozi 12, mishipa ya mgongo - jozi 31, mishipa ya uhuru (ya uhuru).
Mishipa ya fuvu hutoka kwenye ubongo na ni pamoja na:
- Jozi ya 1 - ujasiri wa kunusa
- Jozi ya 2 - ujasiri wa macho
- Jozi ya 3 - ujasiri wa oculomotor
- Jozi ya 4 - ujasiri wa trochlear
- Jozi ya 5 - ujasiri wa trigeminal
- Jozi ya 6 - abducens ujasiri
- Jozi ya 7 - ujasiri wa uso
- Jozi ya 8 - vestibulocochlear ujasiri
- Jozi ya 9 - ujasiri wa glossopharyngeal
- Jozi ya 10 - ujasiri wa vagus
- Jozi ya 11 - ujasiri wa nyongeza
- Jozi ya 12 - ujasiri wa hypoglossal
Kupitia ujasiri wa pembeni, ganglioni ya mgongo na mizizi ya dorsal, msukumo wa ujasiri huingia kwenye uti wa mgongo, yaani, mfumo mkuu wa neva.
Nyuzi zinazopanda kutoka kwa eneo ndogo la mwili hukusanywa pamoja na kuunda ujasiri wa pembeni. Nyuzi za aina zote (hisia za juu na za kina, nyuzi zisizozuia misuli ya mifupa, na nyuzi zisizo na moyo. viungo vya ndani, tezi za jasho na misuli ya laini ya mishipa) huunganishwa kwenye vifungo vilivyozungukwa na utando wa tishu 3 (endoneurium, perineurium, epineurium) na kuunda cable ya ujasiri.
Baada ya ujasiri wa pembeni kuingia kwenye mfereji wa mgongo kwa njia ya forameni ya intervertebral, inapita ndani ya mizizi ya mbele na ya nyuma ya mgongo.
Mizizi ya mbele huondoka kwenye kamba ya mgongo, mizizi ya nyuma huingia ndani yake. Ndani ya mishipa ya fahamu iliyo nje ya mfereji wa uti wa mgongo, nyuzinyuzi za neva za pembeni huingiliana kwa namna ambayo hatimaye nyuzi kutoka kwenye neva moja huishia katika viwango tofauti ndani ya mishipa tofauti ya uti wa mgongo.
Sehemu ujasiri wa pembeni inajumuisha nyuzi kutoka kwa sehemu kadhaa tofauti za radicular.
Mishipa ya mgongo Jozi 31 zimegawanywa katika:
- mishipa ya kizazi - jozi 8
- mishipa ya thoracic -12 jozi
- mishipa ya lumbar - jozi 5
- mishipa ya sacral - jozi 5
- ujasiri wa coccygeal - jozi 1
Kila ujasiri wa mgongo ni neva iliyochanganyika na huundwa na muunganisho wa mizizi 2 inayomilikiwa nayo: mzizi wa hisia, au mzizi wa nyuma, na mzizi wa gari, au mzizi wa mbele. Katika mwelekeo wa kati, kila mzizi unaunganishwa na uti wa mgongo kwa kutumia filaments radicular. Mizizi ya mgongo ni minene na ina ganglioni ya mgongo. Mizizi ya mbele haina nodes. Node nyingi za mgongo ziko kwenye foramina ya intervertebral.
Kwa nje, ganglioni ya mgongo inaonekana kama unene wa mzizi wa nyuma, ulio karibu kidogo na kituo kutoka kwa makutano ya mizizi ya mbele na ya nyuma. Hakuna sinepsi kwenye ganglioni ya uti wa mgongo yenyewe.
Shughuli ya seli katika mwili wa wanyama wa seli nyingi huratibiwa na "wajumbe wa kemikali" na seli za ujasiri. Katika miaka michache iliyopita, imewezekana kufafanua kwa kiasi kikubwa asili ya asili na maambukizi ya msukumo wa ujasiri.
Juu ya mahali ambapo kiumbe kinachukua katika ufalme wa wanyama, muhimu zaidi inakuwa jukumu la mfumo wa seli iliyoundwa kuratibu shughuli zake. Hali imeunda mifumo miwili tofauti ya kuratibu. Mojawapo ni msingi wa kutolewa na usambazaji katika mwili wote wa "wajumbe wa kemikali" - homoni zinazozalishwa na seli fulani maalum na zinazoweza kudhibiti shughuli za seli zilizo katika sehemu zingine za mwili. Mfumo wa pili, wenye uwezo wa kuchukua hatua za haraka zaidi na pia za kuchagua, ni mfumo maalumu wa seli za neva, au niuroni, ambao kazi yake ni kupokea na kusambaza maagizo kwa njia ya msukumo wa umeme unaoenea kwenye njia fulani. Mifumo yote miwili ya uratibu iliibuka katika mchakato wa mageuzi muda mrefu sana uliopita, na ya pili yao, ambayo ni mfumo wa neva, ilipata maendeleo muhimu ya mageuzi, na kufikia kilele cha uundaji wa chombo cha kushangaza na cha kushangaza - ubongo wa mwanadamu.
Ujuzi wetu wa utendaji kazi wa mamilioni ya seli katika ubongo wetu uko katika uchanga. Walakini, maarifa haya kwa ujumla yanatosha kukamilisha kazi iliyowekwa hapa - kuelezea, na kwa sehemu kuelezea, jinsi seli za kibinafsi (nyuroni) huzalisha na kusambaza. misukumo ya umeme, inayojumuisha kipengele kikuu cha kanuni ambayo mfumo wa mawasiliano ya ndani ya mwili wa binadamu hufanya kazi.
Seli nyingi za neva huundwa na aina mbili za neurons - hisia na motor. Neuroni za hisia hukusanya na kusambaza kwa vituo vya juu vya msukumo wa mfumo wa neva unaotokea katika maeneo maalum ya vipokezi, kazi ambayo ni kukagua mazingira ya nje na ya ndani ya mwili. Neuroni za magari husambaza msukumo kutoka vituo vya juu hadi seli "zinazofanya kazi" (kawaida seli za misuli), yaani, seli ambazo majibu ya mwili kwa mabadiliko katika mazingira haya yote inategemea moja kwa moja. Katika athari rahisi za reflex, upitishaji wa ishara kutoka kwa nyuroni za hisia hadi motor hutokea moja kwa moja na inahakikishwa na mifumo rahisi ya sinepsi ambayo inasomwa vizuri kabisa.
Wakati wa maendeleo ya kiinitete, kutoka kwa mwili wa seli ya ujasiri - iwe ni seli ya hisia au motor - inakua risasi ndefu akzoni ambayo kwa njia fulani isiyojulikana hukua kuelekea mahali ilipokusudiwa kwenye pembezoni ili kugusana na misuli au ngozi. Kwa mtu mzima, urefu wa axon unaweza kufikia mita 1-1.5 na unene wa chini ya milimita 0.025. Akzoni huunda aina ya waya mdogo wa telegrafu kwa ajili ya kusambaza ujumbe kutoka pembezoni hadi kwa mwili wa seli ya neva, ambayo iko kwenye uti wa mgongo au kwenye ubongo chini ya ulinzi wa uti wa mgongo au fuvu. Nyuzi za neva za pembeni zilizotengwa labda zimesomwa kwa nguvu zaidi kuliko tishu nyingine yoyote, licha ya ukweli kwamba nyuzi hizi zinawakilisha tu vipande vya seli zilizokatwa kana kwamba kutoka kwao. viini vya seli, na kutoka miisho yao ya pembeni. Hata hivyo, nyuzi hizo za neva zilizojitenga huhifadhi uwezo wa kupitisha msukumo wa neva kwa muda mrefu na kwa kawaida zinaweza kupitisha makumi ya maelfu ya misukumo kabla hazijakoma kufanya kazi. Uchunguzi huu, pamoja na wengine kadhaa, unatushawishi kwamba mwili wa seli ya ujasiri na kiini kilichomo ndani yake, inaonekana, kwa namna fulani "hutunza" mchakato wake, hudhibiti ukuaji wake na, ikiwa ni lazima, hurekebisha uharibifu, ingawa sivyo. wanahusika moja kwa moja katika usambazaji wa ishara.
Kwa miaka mingi kumekuwa na mijadala kuhusu kama wazo la seli kama kitengo cha msingi cha kimuundo linatumika kwa mfumo wa neva na miunganisho yake ya utendaji. Watafiti wengine waliamini kuwa chembe ya neva inayokua inakua ndani ya saitoplazimu ya seli zote ambazo huingia katika mwingiliano wa kazi. Suala hili halikuweza kutatuliwa hatimaye hadi ujio wa darubini ya elektroni yenye azimio la juu. Ilibadilika kuwa seli ya ujasiri kwenye sehemu kubwa ya uso wake, pamoja na uso wa michakato yake yote, kwa kweli imefungwa sana katika seli zingine, lakini saitoplazimu ya seli hizi imetenganishwa na saitoplazimu ya seli ya ujasiri na utando uliofafanuliwa wazi. Kwa kuongeza, kuna pengo ndogo kati ya utando wa seli ya ujasiri na seli nyingine zinazoizunguka, kwa kawaida 100-200 angstroms nene.
Baadhi ya mawasiliano haya ya seli ni sinepsi - sehemu ambazo mawimbi hupitishwa kutoka seli moja hadi kiungo kinachofuata kwenye mnyororo. Hata hivyo, sinepsi hutokea tu kwenye au karibu na mwili wa neuroni na kwenye vituo vya akzoni vya pembeni. Wengi wa seli zinazofunika, haswa seli zinazofunika axon, sio za seli za neva hata kidogo. Kazi yao bado ni siri. Baadhi ya seli hizi shirikishi huitwa seli za Schwann, zingine huitwa seli za glial. Seli hizi inaonekana hazina jukumu lolote katika mchakato wa maambukizi ya msukumo yenyewe: inawezekana kwamba wanashiriki tu kwa njia isiyo ya moja kwa moja, kushawishi. uwanja wa umeme karibu na axon. Ni muhimu sana, kwa mfano, kwamba juu ya uso wa nyuzi za misuli zilizotengwa (ambazo ni karibu sana na nyuzi za ujasiri katika uwezo wao wa kupitisha msukumo wa umeme) kuna seli chache sana za satelaiti.
Mojawapo ya kazi za satelaiti za axon ni kuunda kinachojulikana kama ala ya pulpal - safu ya kuhami iliyogawanywa ambayo inashughulikia nyuzi za neva za pembeni za wanyama wenye uti wa mgongo na kuboresha uwezo wao wa kufanya kazi. Shukrani kwa masomo ya microscopic ya elektroni na B. Ben-Guerin-Uzman na F. Schmitt, sasa tunajua kwamba kila sehemu ya membrane ya massa huundwa na seli ya Schwann, ambayo ina kiini; saitoplazimu ya seli ya Schwann inajipinda kwa nguvu ndani ya ond karibu na axon, na kutengeneza sheath ya multilayer. Makundi ya kibinafsi ya shell yanatenganishwa na mapungufu, kinachojulikana nodes ya Ranvier, ambayo ishara ya umeme inafanywa upya.
Kuna aina nyingine za nyuzi za ujasiri ambazo hazina ganda la pulpy, lakini hata nyuzi hizi zimefunikwa na safu moja ya seli za Schwann. Labda ni kwa sababu axon inaenea mbali sana na kiini cha seli ya ujasiri kwamba inahitaji mawasiliano haya ya karibu na seli za satelaiti ambazo zina kiini. Fiber za misuli, tofauti na axons pekee, ni seli za kujitegemea kabisa, cytoplasm ambayo ina nuclei; Uwezo wao wa kufanya bila seli za satelaiti labda unahusiana na uwepo wa kiini. Chochote kazi ya satelaiti hizi, kwa hali yoyote hawawezi kudumisha maisha ya axon kwa muda wowote muhimu baada ya kukatwa kutoka kwa mwili wa seli; Baada ya siku chache, mchakato kama huo uliokatwa huanguka na kufa. Jinsi kiini cha seli ya neva katika maisha yote hutumika kama kituo ambacho hurekebisha uharibifu, na jinsi hasa inavyoeneza ushawishi wake kwa sehemu za mbali zaidi za axon, bado ni siri (baada ya yote, ikiwa, kwa mfano, ushawishi huu unaenea kwa sababu kwa usambazaji wa kawaida, basi kwa kufunika umbali kama huo itachukua miaka).
Njia za fiziolojia ya majaribio ziligeuka kuwa na matunda zaidi wakati zinatumika kwa uchunguzi wa michakato ya upitishaji wa moja kwa moja wa msukumo kwenye ujasiri kuliko kusoma sio muhimu sana, lakini ni ngumu zaidi kusoma michakato ya muda mrefu. Tunajua kidogo sana kuhusu mwingiliano wa kemikali kati ya neva na setilaiti zake au kuhusu nguvu zinazoelekeza neva inayokua kwenye njia fulani na kuishawishi kuunda miunganisho ya sinepsi na seli nyingine. Pia hatujui chochote kuhusu jinsi seli hukusanya habari, yaani, utaratibu wa kumbukumbu ni nini. Kwa hivyo, tutatoa sehemu iliyobaki ya nakala hii kwa karibu tu msukumo wa neva na jinsi unavyopitishwa kupitia nyufa nyembamba za sinepsi ambazo hutenganisha seli moja ya neva kutoka kwa nyingine.
Habari zetu nyingi kuhusu chembe ya neva hutoka kwa kusoma axon kubwa ya ngisi, ambayo hufikia unene wa karibu milimita. Ni rahisi sana kutumia microelectrodes kwenye nyuzi hii au kufuatilia kuingia na kutoka kwa vitu vilivyoandikwa na isotopu za mionzi. Ala ya nyuzi hutenganisha hizo mbili suluhisho la maji, ambazo zina karibu upitishaji sawa wa umeme na zina takriban idadi sawa ya chembe za chaji ya umeme, au ayoni. Hata hivyo muundo wa kemikali masuluhisho haya mawili ni tofauti kabisa. Katika suluhisho la nje, zaidi ya 90% ya chembe za kushtakiwa ni ioni za sodiamu (chaji chanya) na ioni za klorini (zinazochajiwa hasi). Katika suluhisho ndani ya seli, jumla ya ions hizi hufanya chini ya 10% ya vitu vilivyoharibiwa; hapa wingi wa ions chaji chanya huundwa na ions potasiamu, na ioni hasi zinawakilishwa na aina mbalimbali za chembe za kikaboni (ambazo, bila shaka, zimeunganishwa katika seli yenyewe), kubwa mno kuenea kupitia membrane ya axon. Kwa hiyo, mkusanyiko wa ioni za sodiamu nje ni takriban mara 10 zaidi kuliko ndani ya axon; mkusanyiko wa ioni za potasiamu, kinyume chake, ndani ya axon ni mara 30 zaidi kuliko nje. Ingawa upenyezaji wa membrane ya axon kwa ioni hizi zote ni ndogo, hata hivyo sio sawa kwa ioni tofauti; Ioni za potasiamu na klorini hupita kwenye utando huu kwa urahisi zaidi kuliko ioni za sodiamu na ioni kubwa za kikaboni. Matokeo yake, tofauti inayoweza kutokea hutokea ambayo hufikia millivolti 60-90, na yaliyomo ya ndani ya seli yanageuka kuwa kushtakiwa vibaya kuhusiana na ufumbuzi wa nje.
Ili kudumisha tofauti hizi za ukolezi wa ioni, seli ya neva ina aina ya pampu inayosukuma ioni za sodiamu nje kupitia utando kwa kiwango sawa na zinapoingia kwenye seli kwa mwelekeo wa gradient ya elektrokemikali. Upenyezaji wa uso wa seli ya kupumzika kwa sodiamu ni kawaida chini sana kwamba kupenya kwa ioni za sodiamu ndani ya seli ni ndogo sana; kwa hiyo, sehemu ndogo tu ya nishati ambayo hutolewa kwa kuendelea katika mchakato wa kimetaboliki ya seli hutumiwa kufanya kazi inayohusishwa na mchakato wa kusukuma maji. Hatujui maelezo ya uendeshaji wa pampu hii, lakini inaonekana kuhusisha kubadilishana kwa ioni za sodiamu kwa ioni za potasiamu; yaani, kwa kila ayoni ya sodiamu iliyotolewa kwenye utando, seli hupokea ioni moja ya potasiamu. Ikiingia kwenye akzoni, ayoni za potasiamu husogea ndani yake kwa uhuru kama ayoni kawaida husogea katika mmumunyo wowote rahisi wa salini. Wakati seli imepumzika, ioni za potasiamu huvuja kupitia membrane, lakini polepole.
Utando wa axon ni sawa na utando wa seli zingine. Ni takriban 50-100 angstroms nene na ina vifaa vya safu nyembamba ya kuhami inayojumuisha vitu vya mafuta. Yake resistivity kifungu cha sasa cha umeme ni takriban mara milioni 10 zaidi kuliko upinzani ufumbuzi wa saline, kuiosha nje na ndani. Walakini, axon haingekuwa na maana kabisa ikiwa ingetumiwa kama waya wa umeme. Upinzani wa maji ndani ya axon ni karibu mara milioni 100 kuliko upinzani wa waya wa shaba, na membrane yake inaruhusu kuvuja mara milioni zaidi ya sasa kuliko upepo wa waya mzuri. Ikiwa axon imechochewa mshtuko wa umeme, ni dhaifu sana kusababisha msukumo wa ujasiri, ishara ya umeme inakuwa haijulikani na hupunguza baada ya kusafiri milimita chache tu kwenye nyuzi.
Je, akzoni husambaza vipi msukumo wa msingi kwa umbali wa zaidi ya mita bila kupunguzwa na bila kuvuruga?
Ikiwa unaongeza nguvu ya ishara ya umeme inayotumiwa kwenye membrane ya seli ya ujasiri, basi wakati fulani kiwango kinafikiwa ambacho ishara haififu tena au kutoweka. Katika kesi hii (ikiwa voltage inachukuliwa ishara inayotaka) kizingiti fulani kinashindwa na seli inakuwa "msisimko". Akzoni ya seli haifanyi kazi tena kama waya tulivu, lakini hutoa msukumo wake yenyewe, ambao huongeza msukumo uliotumiwa hapo awali. Msukumo, au kilele, hivyo huimarishwa, hupitishwa kutoka hatua moja hadi nyingine bila kupoteza nguvu zake, na huenea kwa kasi ya mara kwa mara katika axon nzima. Kasi ya uenezaji wa msukumo kwenye nyuzi za neva za wanyama wenye uti wa mgongo huanzia mita kadhaa kwa sekunde (kwa nyuzi nyembamba zisizo za massa) hadi takriban mita 100 kwa sekunde (kwa nyuzi nene za massa). Tunapata kasi ya juu zaidi ya upitishaji - zaidi ya kilomita 300 kwa saa - katika nyuzi za hisia na motor zinazodhibiti udumishaji wa usawa wa mwili na harakati za haraka za reflex. Baada ya kupeleka msukumo, nyuzi za ujasiri kwa muda mfupi hupoteza uwezo wa kuwa na msisimko, kuanguka katika hali ya kinzani, lakini baada ya elfu 1-2 ya sekunde tena inageuka kuwa tayari kuzalisha msukumo.
Michakato ya kielektroniki inayotokana na msukumo wa neva, au uwezo wa kutenda kama inavyoitwa, imefafanuliwa kwa kiasi kikubwa katika kipindi cha miaka 15 iliyopita. Kama tulivyoona, tofauti inayoweza kutokea kati ya nyuso za ndani na za nje za membrane imedhamiriwa hasa na upenyezaji tofauti wa membrane kwa ioni; sodiamu na potasiamu. Upenyezaji kama huo wa kuchagua ni tabia ya utando mwingi, asili na bandia. Walakini, upekee wa utando wa nyuzi za ujasiri ni kwamba kiwango cha upenyezaji wake inategemea, kwa upande wake, juu ya tofauti inayowezekana kati ya nyuso zake za ndani na nje, na msingi wa mchakato mzima wa kufanya msukumo ni, kwa asili, hii ya kipekee sana. ushawishi wa pande zote.
A. Hodgkin na A. Huxley waligundua kuwa kupungua kwa bandia kwa tofauti inayoweza kutokea kati ya nyuso za ndani na nje za membrane mara moja husababisha kuongezeka kwa upenyezaji wa membrane kwa ioni za sodiamu. Hatujui kwa nini mabadiliko haya maalum katika upenyezaji wa membrane hutokea, lakini matokeo ya mabadiliko haya ni muhimu sana. Wakati ioni za sodiamu zenye chaji chanya hupenya kwenye utando, husababisha kutoweka kwa ndani kwa baadhi ya malipo hasi ya ziada ndani ya axon, ambayo husababisha kupungua zaidi kwa tofauti inayowezekana. Kwa hivyo, ni mchakato wa kujiimarisha, kwa sababu kupenya kwa ioni chache za sodiamu kupitia membrane inaruhusu ioni zingine kufuata. Wakati tofauti inayowezekana kati ya nyuso za ndani na za nje za membrane imepunguzwa kwa thamani ya kizingiti, ioni za sodiamu hupenya ndani kwa kiasi kwamba malipo mabaya ya ufumbuzi wa ndani hubadilika kuwa chanya; "kuwasha" kwa ghafla hutokea, na kusababisha msukumo wa ujasiri, au uwezo wa hatua. Msukumo huu, uliorekodiwa na oscilloscope kwa namna ya kilele, hubadilisha upenyezaji wa membrane ya axon katika eneo lililo mbele ya hatua ambayo wakati huu msukumo hupita na kuunda hali zinazohakikisha kupenya kwa sodiamu kwenye axon; Shukrani kwa hili, mchakato, unaorudiwa mara nyingi, huenea kando ya axon mpaka uwezo wa hatua unapita kwa urefu wake wote.
Mara moja nyuma ya msukumo wa kusonga, matukio mengine hufanyika. "Mlango wa sodiamu" uliofunguliwa wakati wa kuongezeka kwa kilele umefungwa tena, na sasa "mlango wa potasiamu" unafunguliwa kwa muda mfupi. Hii husababisha uvujaji wa haraka wa ioni za potasiamu zilizochajiwa vyema, na kusababisha urejesho wa malipo hasi ya awali ndani ya axon. Ndani ya elfu chache ya sekunde baada ya tofauti inayoweza kutokea kati ya uso wa ndani na wa nje wa utando kurudi ngazi ya awali, ni vigumu kubadili tofauti hii inayoweza kutokea na kusababisha kuibuka kwa msukumo mpya. Hata hivyo, upenyezaji wa membrane kwa ioni mbalimbali hurudi haraka kwenye kiwango chake cha awali, baada ya hapo seli iko tayari kutoa msukumo unaofuata.
Kuingia kwa ioni za sodiamu kwenye akzoni na kutoka kwa ioni za potasiamu baadae hutokea kwa muda mfupi sana na huathiri idadi ndogo ya chembe kwamba michakato hii haiwezi kuathiri muundo wa yaliyomo ya axon kwa ujumla. Hata bila kujazwa tena, usambazaji wa ioni za potasiamu ndani ya axon ni kubwa vya kutosha kuhakikisha kupita kwa kadhaa ya msukumo. Katika kiumbe hai, mfumo wa kimeng'enya unaodhibiti pampu ya sodiamu hudumisha seli kwa urahisi katika hali ya utayari wa kutoa msukumo.
Mchakato huu mgumu wa kufanya ishara (ambayo italazimika kuoza haraka sana kwa sababu ya kuvuja kwa saketi) kupitia vikuza sauti vingi kwenye laini ya upitishaji hutoa hali muhimu kwa mfumo wetu wa neva kuwasiliana kwa umbali mrefu ndani ya mwili. Inaunda mfumo unaojulikana wa uwekaji misimbo wa kawaida kwa njia zetu za mawasiliano - misukumo mifupi, karibu mara kwa mara katika nguvu na rafiki ijayo baada ya kila mmoja kwa vipindi mbalimbali, thamani ambayo inategemea tu muda wa kipindi cha kinzani cha seli ya ujasiri. Ili kulipa fidia kwa mapungufu ya mfumo huu rahisi wa kuandika, mwili una njia nyingi za mawasiliano (axons) ziko sambamba na kila mmoja, ambayo kila mmoja ni mchakato wa kiini tofauti cha ujasiri. Kwa mfano, shina la ujasiri wa optic, ambalo linatoka kwenye jicho, lina mifereji zaidi ya milioni ambayo inakaribiana; wote wana uwezo wa kupeleka msukumo mbalimbali kwenye vituo vya juu vya ubongo.
Wacha sasa turudi kwenye swali la kile kinachotokea kwenye sinepsi - mahali ambapo msukumo unafikia mwisho wa seli moja na kugongana na seli nyingine ya neva. Mchakato wa kujiimarisha wa maambukizi ya msukumo, unaofanya kazi ndani ya kila seli ya mtu binafsi, hauna uwezo wa "kuruka" moja kwa moja kuvuka mipaka ya seli iliyotolewa kwa seli za jirani. Na hii ni asili kabisa. Baada ya yote, ikiwa ishara zinazosafiri kupitia chaneli tofauti ndani kifungu cha neva, inaweza kuruka kutoka chaneli moja hadi nyingine, basi mfumo huu wote wa mawasiliano haungekuwa na manufaa yoyote. Kweli, kwenye tovuti ya mawasiliano ya synaptic ya kazi, pengo kati ya membrane ya seli ni kawaida si zaidi ya mia kadhaa ya angstroms. Walakini, kwa kuzingatia yote tunayojua juu ya saizi ya eneo la mawasiliano na mali ya kuhami ya membrane za seli, ni ngumu kufikiria kuwa mawasiliano bora ya telegrafia yalikuwepo kati ya mwisho wa seli moja ya neva na yaliyomo ndani. ya mwingine. Uzoefu wa kushawishi katika hili
Kwa maana hii, kunaweza kuwa na jaribio la kupitisha msukumo wa chini - yaani, msukumo ambao hausababishi kilele - kupitia sinepsi inayotenganisha moja ya mishipa ya motor kutoka kwa nyuzi za misuli. Ikiwa sasa dhaifu inatumiwa kwa ujasiri huo wa motor karibu na sinepsi, basi electrode inayoongoza iliyoingizwa moja kwa moja kwenye nyuzi za misuli haitasajili msukumo wowote. Kwa wazi, kwenye sinepsi mawasiliano ya telegrafia yanayofanywa na nyuzi za neva hukatizwa, na upitishaji zaidi wa ujumbe hutokea kupitia mchakato mwingine.
Asili ya mchakato huu iligunduliwa takriban miaka 25 iliyopita na G. Dale na wenzake. Kwa namna fulani inafanana na utaratibu wa homoni uliotajwa mwanzoni mwa makala yetu. Mwisho ujasiri wa motor kutenda kama tezi, kutoa kipengele fulani cha kemikali (mpatanishi, au mpatanishi). Kwa kukabiliana na msukumo unaopitishwa kwao, mwisho huu hutoa dutu maalum - asetilikolini, ambayo huenea kwa haraka na kwa ufanisi kupitia mwanya mwembamba wa sinepsi. Molekuli za asetilikolini hufunga kwa molekuli za vipokezi katika eneo la kugusana na nyuzi za misuli na kwa namna fulani hufungua "milango ya ioni" ya nyuzi hii, ikiruhusu sodiamu kupenya ndani na kusababisha kizazi cha msukumo. Matokeo sawa yanaweza kupatikana kwa kutumia asetilikolini kwa majaribio kwenye eneo la mawasiliano na nyuzi za misuli. Inawezekana kwamba wapatanishi sawa wa kemikali wanahusika katika kuunda zaidi ya mawasiliano kati ya seli katika mfumo wetu mkuu wa neva. Hata hivyo, mtu hawezi kufikiri kwamba asetilikolini hutumika kama mpatanishi wa ulimwengu wote katika matukio haya yote; Kwa hiyo, wanasayansi wengi wanafanya utafiti wa kina katika kutafuta wapatanishi wengine wa asili wa kemikali.
Tatizo la maambukizi kwenye sinepsi huanguka katika seti mbili za maswali: 1) jinsi gani hasa msukumo wa ujasiri husababisha usiri wa transmitter ya kemikali? 2) ni mambo gani ya physicochemical ambayo huamua uwezo wa mpatanishi wa kemikali ili kuchochea seli ya jirani ili kuzalisha msukumo katika baadhi ya matukio au kuzuia kizazi hiki kwa wengine?
Kufikia sasa hatujasema chochote kuhusu kizuizi, ingawa kimeenea katika mfumo wa neva na inawakilisha moja ya maonyesho ya kuvutia zaidi. shughuli ya neva. Kuzuia hutokea katika hali ambapo msukumo wa ujasiri hutumika kama kuvunja kwa seli iliyo karibu, kuzuia uanzishaji wake chini ya ushawishi wa ishara za kusisimua zinazoingia ndani wakati huo huo kupitia njia nyingine. Msukumo unaopita kwenye akzoni inayozuia hauwezi kutofautishwa katika sifa zake za umeme kutoka kwa msukumo unaopita kwenye akzoni ya msisimko. Hata hivyo, kwa uwezekano wote, athari ya physicochemical inayo kwenye sinepsi ni ya asili tofauti. Inawezekana kwamba uzuiaji hutokea kutokana na mchakato ambao kwa kiasi fulani huimarisha uwezo wa utando (umeme) wa seli inayopokea na kuzuia seli hiyo kufikia kizingiti cha kukosekana kwa utulivu au "kiwango cha kuangaza."
Kuna michakato kadhaa ambayo inaweza kusababisha utulivu kama huo. Tayari tumetaja mmoja wao: hutokea wakati wa kukataa, kuzingatiwa mara moja baada ya kizazi cha msukumo. Katika kipindi hiki, uwezo wa utando umetulia saa ngazi ya juu(malipo hasi ya yaliyomo ya ndani ya seli ni milivolti 80-90) kwa sababu "mlango wa potasiamu" umefunguliwa sana na "mlango wa sodiamu" umefungwa vizuri. Ikiwa mpatanishi anaweza kusababisha mojawapo ya majimbo haya au hata zote mbili, basi hatua yake bila shaka ni kizuizi. Inaweza kuzingatiwa kwa usahihi kuwa ni kwa njia hii kwamba msukumo unaotoka kwenye ujasiri wa vagus hupunguza kiwango cha moyo; kwa njia, mpatanishi alizalisha ujasiri wa vagus, ni asetilikolini sawa, kama ilivyogunduliwa na V. Levy miaka 40 iliyopita. Madhara sawa yanazingatiwa katika sinepsi mbalimbali za kuzuia ziko ndani uti wa mgongo, hata hivyo, asili ya kemikali ya wapatanishi wanaohusika bado haijaanzishwa.
Kizuizi kinaweza pia kutokea ikiwa akzoni mbili za "kinzani" za mbili seli tofauti, itakutana katika eneo lile lile la seli ya tatu na kuangazia baadhi vitu vya kemikali uwezo wa kushindana na kila mmoja. Ingawa mifano ya kizuizi kama hicho bado haijagunduliwa katika maumbile, hali ya kizuizi cha ushindani inajulikana sana katika kemia na pharmacology. (Kwa mfano, athari ya kupooza ya sumu ya curare inategemea ushindani wake na asetilikolini. Molekuli za Curare zina uwezo wa kushikamana na eneo hilo la nyuzi za misuli ambazo kwa kawaida huwa huru na huingiliana na asetilikolini.) Kinyume chake pia ni pamoja na. inawezekana, yaani kwamba dutu fulani , iliyofichwa na mwisho wa ujasiri wa kuzuia, hufanya juu ya mwisho wa ujasiri wa kusisimua, kupunguza kazi yake ya siri, na hivyo kiasi cha mpatanishi wa kusisimua iliyotolewa.
Kwa hiyo, sisi tena tunakuja dhidi ya swali sawa: jinsi gani msukumo wa ujasiri husababisha kutolewa kwa transmitter? Majaribio ya hivi karibuni yameonyesha kuwa hatua ya msukumo wa ujasiri kwenye makutano ya ujasiri na misuli sio kusababisha mchakato wa usiri wa mtoaji, lakini, kwa kubadilisha uwezo wa membrane, kubadilisha kiwango cha mchakato huu, ambao hutokea mara kwa mara. . Hata ikiwa hakuna msisimko wowote, sehemu fulani za miisho ya neva hutoa milipuko ya asetilikolini kwa vipindi visivyo kawaida, kila moja ikipasuka ikiwa na nyingi—labda maelfu—ya molekuli.
Wakati wowote kunapotokea kutolewa kwa hiari kwa sehemu ya molekuli za mpatanishi ndani nyuzi za misuli amelala upande wa pili wa sinepsi, mmenyuko mdogo wa ghafla wa ndani unaweza kurekodiwa. Baada ya elfu moja ya sekunde, uwezo wa utando wa misuli hupungua kwa millivolti 0.5, na kisha uwezo hurejeshwa ndani ya elfu 20 ya pili. Kwa kubadilisha kwa utaratibu uwezo wa utando wa mwisho wa ujasiri, iliwezekana kutambua uhusiano fulani kati ya uwezo huu wa membrane na kiwango cha usiri wa sehemu za mtu binafsi za mpatanishi. Kiwango cha usiri kinaonekana kuongezeka takriban mara 100 kwa kila upungufu wa millivolti 30 katika uwezo wa utando. Wakati wa kupumzika, sehemu moja ya transmita kwa sekunde hutolewa kwa kila sinepsi. Walakini, na mabadiliko ya muda mfupi ya uwezo wa millivolti 120 wakati wa kupita kwa msukumo wa ujasiri, frequency ya kutolewa kwa sehemu za kisambazaji kwa muda mfupi huongezeka karibu mara milioni, kama matokeo ya ambayo sehemu mia kadhaa ya transmita hutolewa kwa wakati mmoja ndani ya sehemu ya millisecond.
Ni muhimu sana kwamba mpatanishi hutolewa kila wakati kwa namna ya sehemu nyingi za ukubwa fulani. Labda hii inaelezewa na baadhi ya vipengele vya muundo wa microscopic wa mwisho wa ujasiri. Miisho hii ya ujasiri ina kikundi cha kipekee cha kinachojulikana kama vesicles yenye kipenyo cha karibu 500 angstroms kila moja, ambayo inawezekana ina mpatanishi, tayari "imefungwa" na tayari kwa kutolewa. Inaweza kudhaniwa kuwa wakati vilengelenge hivi vinapogongana na utando wa akzoni, kama ambavyo huenda hufanya mara nyingi, mgongano kama huo wakati mwingine husababisha kunyunyiza yaliyomo kwenye vesicles kwenye mwanya wa sinepsi. Mawazo kama haya bado hayajathibitishwa na data ya moja kwa moja, lakini yanatoa maelezo ya kuridhisha kwa kila kitu tunachojua kuhusu kutolewa kwa hiari kwa sehemu tofauti za asetilikolini na kuongeza kasi ya toleo hili chini ya hali mbalimbali za asili na za majaribio. Kwa hali yoyote, mawazo haya hufanya iwezekanavyo kuleta pamoja mbinu za kazi na morphological kwa tatizo sawa.
Kutokana na uchache wa taarifa tulionao, hatujawagusa wengi matatizo ya kuvutia zaidi mwingiliano wa muda mrefu na marekebisho ya kukabiliana ambayo bila shaka hutokea katika mfumo wa neva. Kusoma shida hizi za fiziolojia, labda itakuwa muhimu kukuza njia mpya kabisa, tofauti na zile zilizopita. Inawezekana kwamba kufuata kwetu kwa njia ambazo zimefanya iwezekane kusoma kwa mafanikio athari za muda mfupi za seli zenye msisimko kumetuzuia kuzama zaidi katika shida za kujifunza, kumbukumbu, ukuzaji wa tafakari za hali, na muundo na muundo. mwingiliano wa kazi kati ya seli za ujasiri na majirani zao.
Inapakia...