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Neurones cérébraux

Diagnostique

1. Cellules composantes 2. Processus 3. Métabolisme dans un neurone 4. Quels sont les neurones

Le système nerveux humain reçoit et analyse des informations, réagit aux influences internes et externes et régule toutes les activités du corps. Tout cela est possible grâce à des cellules spéciales - des neurones avec une structure complexe. Ils ont également un autre nom - neurocytes..

Dans cet article, nous dirons ce qu'est un neurone, quelles fonctions il remplit, comment ces cellules diffèrent les unes des autres.

Cellules constituantes

Neuron se compose de:

  • poisson-chat (d'un diamètre de 3 à 100 microns);
  • branches.

La structure du corps (soma) implique le noyau et les organites contenant le cytoplasme (impliqués dans la synthèse des protéines). À l'extérieur, il est recouvert d'une coquille de deux couches lipidiques qui laisse passer les substances liposolubles. À la surface se trouvent les protéines nécessaires au neurone pour percevoir l'irritation. La membrane elle-même est également percée de protéines - intégrales - elles forment des canaux ioniques.

Le cytosquelette, composé de neurofibrilles, est situé dans la cellule nerveuse. Ses fonctions incluent le soutien de la forme du neurone, et les organites et les neurotransmetteurs se déplacent le long de ses fils.

Les neurones sont combinés en groupes, ensembles, centres, noyaux séparés - par la présence de l'activité unique qu'ils effectuent. Dans le cortex cérébral, le cervelet, les cellules nerveuses forment des couches, chacune étant subordonnée à une fonction spécifique.

Entre les neurones se trouvent des amas de cellules gliales (neuroglie / glie). Ils représentent environ 40% du volume total du cerveau. Ces cellules sont 3 à 4 fois plus petites que les cellules nerveuses. Chez l'homme, le processus de remplacement des neurones par la glie se produit avec l'âge..

Choux

Les neurones ont des axones (dans la quantité d'une pièce) et des dendrites (une ou plusieurs).

Axon

C'est une longue excroissance du cytoplasme. Selon lui, les signaux émanent du corps vers les organes et autres neurones. Son diamètre est de plusieurs microns et la longueur d'une personne est de plusieurs dizaines de centimètres. La croissance dépend du soma: avec des dommages, ses parties périphériques peuvent mourir et la principale continue de fonctionner.

La structure de l'axoplasme (protoplasme axonal) suggère la présence de neurofibrilles (soutenant les fonctions de support et de drainage des neurones), de microtubules (structures faites de protéines), de mitochondries et du réticulum endoplasmique. Chez l'homme, les axones sont recouverts d'une membrane de myéline (pulpe) et forment des fibres nerveuses pulpeuses. Dans une telle coquille se trouvent des oligodendrocytes, entre lesquels il y a de petites parties libérées. Ils ont un potentiel d'action. L'impulsion est capable de se propager à travers les fibres de la pâte par étapes - de ce fait, la vitesse de distribution de l'information.

Dendrites

Processus courts et ramifiés. Ces parties du neurone sont essentielles à la formation de synapses, qui affectent le neurone et transmettent l'excitation au soma. Les dendrites, contrairement aux axones, n'ont pas de gaine de myéline.

Le nombre de signaux d'entrée reçus par la cellule nerveuse dépend de la ramification du réseau dendritique et de sa structure complexe. Les principales fonctions des dendrites sont d'augmenter la surface des synapses, ce qui permet d'intégrer une grande quantité d'informations entrant dans la cellule nerveuse. De plus, ils sont capables de générer des potentiels d'action, d'influencer l'apparition de ces potentiels dans les axones.

La transmission impulsionnelle procède de la dendrite ou du soma à l'axone. Une fois le potentiel d'action généré, il est transféré de la partie axonale initiale aux dendrites. Lorsque l'axone s'articule avec le soma du neurone suivant, le contact est appelé axo-somatique. Si avec des dendrites - axo-dendritiques, et avec l'axone d'un autre neurone - axo-axonal.

La structure des axones implique la présence de terminaux - les soi-disant sections d'extrémité. Ils se ramifient et entrent en contact avec d'autres cellules du corps (muscle, glandulaire, etc.). L'axone a une terminaison synaptique - la partie qui est en contact avec la cellule cible. La membrane postsynaptique d'une telle cellule, avec la fin synaptique, forme une synapse à travers laquelle l'excitation est transmise et grâce à laquelle les cellules interagissent les unes avec les autres.

Combien de connexions un neurone peut-il établir? Une cellule nerveuse capable d'interagir peut établir 20 000 connexions.

Métabolisme dans un neurone

La structure d'une cellule nerveuse implique également la présence de protéines, de graisses et de glucides. Leurs fonctions principales sont d'assurer le métabolisme de la cellule, sont une source d'énergie, plastique pour elle.

Les nutriments pénètrent dans la cellule sous forme de solution aqueuse. Les produits de métabolisme en sont éliminés sous forme de la même solution..

Les protéines sont destinées à des fins d'information et de plastique. L'ADN est situé dans le noyau et l'ARN dans le cytoplasme. L'intensité du métabolisme des protéines dans le noyau est plus élevée que dans le cytoplasme. Ce processus se caractérise par un taux élevé de renouvellement des protéines dans les nouvelles parties structurelles (cortex), contrairement aux anciennes (cervelet, moelle épinière).

Les graisses et les substances grasses servent de matière plastique énergique. Ils offrent une résistance électrique élevée dans la coquille de viande. Leur métabolisme est lent et l'excitation d'une cellule nerveuse (par exemple, lors d'une augmentation du stress mental, d'un surmenage chez l'homme) menace de diminuer la quantité de lipides.

Les glucides sont la principale source d'énergie. Le glucose à l'admission est converti en glycogène, à nouveau converti en glucose. Il n'y a pas toujours suffisamment de réserve de glycogène pour couvrir tous les coûts, ce qui conduit au fait que le glucose dans le sang devient une source d'énergie chez l'homme.

Le neurone contient des sels de sodium, magnésium, calcium, potassium, cuivre, manganèse. Tous sont impliqués dans l'activation de diverses enzymes..

Quels sont les neurones

Il existe différentes classifications.

La classification est répandue en fonction du nombre de processus, de leur localisation.

  1. Les neurones multipolaires sont les plus nombreux du système nerveux central. Ce sont des cellules avec un axone et plusieurs dendrites..
  2. Les neurones bipolaires du cerveau sont ces cellules qui ont chacune un axone et qui dendrite. Situé dans la rétine oculaire, le tissu épithélial olfactif et le bulbe, le noyau auditif et vestibulaire.

D'autres espèces se trouvent dans la moelle épinière (sans axone, pseudo-unipolaire).

Les scientifiques fabriquent des neurones miroirs séparément. Ce sont des cellules dans lesquelles l'excitation se produit non seulement lorsque l'action est effectuée, mais aussi lorsqu'une autre personne est observée pour l'exécuter (les expériences n'ont jusqu'à présent été effectuées que sur des animaux). L'étude de l'activité de ces cellules est un domaine prometteur en biologie: on pense qu'elles sont les principales dans le processus d'apprentissage d'une langue, de compréhension des actions et émotions d'une autre personne.

Selon la fonction, les cellules sont divisées en:

Afférent

Responsable de la signalisation des récepteurs vers le système nerveux central, il existe des primaires et des secondaires. L'emplacement des corps des premiers se trouve dans les noyaux spinaux. Ils sont directement liés aux récepteurs. Les neurones secondaires soma sont situés dans les tubercules optiques et sont chargés de transmettre le signal aux départements ci-dessus. Directement, ces neurones ne sont pas associés à des récepteurs, mais reçoivent des impulsions d'autres neurocytes. Un neurone appartenant à ce groupe peut aussi être appelé - sensible, sensoriel, récepteur.

La réaction de la cellule passe par 5 étapes:

  1. transformation de l'impulsion d'irritation externe;
  2. Génération de potentiel sensible
  3. son irradiation le long de la cellule nerveuse;
  4. l'apparition d'un potentiel de générateur;
  5. génération de signaux nerveux.

Moteur

Efférent (moteur, moteur, centrifuge) transmet l'impulsion à d'autres organes et centres. Par exemple, les cellules nerveuses de la zone motrice du cerveau final - pyramidales - envoient un signal aux motoneurones de la moelle épinière. La principale caractéristique des motoneurones est un axone de grande longueur, qui a un taux de transmission d'excitation élevé. Des cellules nerveuses efférentes de différentes parties du cortex cérébral relient ces services. Ces connexions neuronales fournissent de telles relations intrahémisphériques et interhémisphériques qui sont responsables du fonctionnement du cerveau dans le processus d'apprentissage, de reconnaissance d'objet, de fatigue, etc..

On distingue les motoneurones préganglionnaires et postganglionnaires du système nerveux autonome. Les neurones préganglionnaires de la région sympathique sont situés dans la moelle épinière, et les neurones parasympathiques sont situés dans le milieu et la moelle oblongue. Les postganglionnaires sont situés dans les parois des organes innervés et des ganglions nerveux. Les axones préganglionnaires (constitués de plusieurs nerfs crâniens) forment des synapses avec les neurones postagglionaires.

Interneurones

Les neurocytes d'insertion (associatifs, intermédiaires, interneurones) interagissent entre les cellules: traitent les informations reçues des neurones sensibles, les envoient à d'autres neurones intermédiaires ou moteurs. Ils sont plus petits que efférents ou afférents; ils peuvent être en forme de fuseau, en étoile ou en panier. Leurs axones sont courts et le réseau dendritique est étendu.

Ce sont les cellules les plus courantes du système nerveux (environ 95%) et du cerveau en particulier (la plupart des neurones cérébraux sont l'insertion). Les terminaisons de leurs axones se terminent sur les cellules nerveuses de leur centre, ce qui assure leur intégration.

Un type de neurocyte associatif reçoit des informations d'autres centres, après quoi il les diffuse dans les cellules de son centre. Le nombre de chemins parallèles impliqués dans la transmission du signal affecte le temps pendant lequel les informations sont stockées au centre et l'amplification de l'impulsion.

D'autres neurocytes insérés reçoivent un signal du moteur de leur propre centre, puis le renvoient à leur propre centre. Ainsi, des rétroactions sont formées qui vous permettent de stocker en continu des informations.

Les intermédiaires de freinage sont excités par des impulsions directes qui arrivent à leur centre, ou des signaux suite à la rétroaction du même centre.

Chez l'homme et les animaux supérieurs, la membrane de la myéline et le métabolisme parfait fournissent une excitation non amortie le long des fibres nerveuses. Les coques sans myéline ne peuvent pas compenser rapidement la consommation d'énergie pour l'excitation, par conséquent, la propagation du signal se poursuit et s'affaiblit. Ceci est caractéristique des animaux dont le système nerveux est peu organisé..

Comme vous pouvez le voir, les cellules nerveuses immédiates qui sont localisées dans le cerveau sont des interneurones, et le reste (moteur, notamment préganglionnaire, postganglionnaire et sensible primaire et secondaire) régule l'activité du cerveau en dehors de celui-ci.

Un neurone est une unité structurelle du système nerveux et, en particulier, du cerveau. La structure complexe de la cellule nerveuse assure la réception, l'analyse et la transmission d'informations. Il existe des connexions étroites entre les neurones qui assurent le fonctionnement coordonné de l'ensemble du mécanisme du système. Les plus nombreux dans le cerveau sont les neurones intermédiaires (distingués par leurs caractéristiques fonctionnelles) et multipolaires (par leur structure).

Neurones - ce que c'est. Types et fonctions des neurones cérébraux

Des montagnes de littérature sont écrites sur les possibilités inépuisables de notre cerveau. Il est capable de traiter une énorme quantité d'informations que même les ordinateurs modernes ne peuvent pas faire. De plus, le cerveau dans des conditions normales fonctionne sans interruption pendant 70 à 80 ans ou plus. Et chaque année, la durée de sa vie, et donc la vie de l'homme, augmente.

Le fonctionnement efficace de cet organe le plus important et le plus mystérieux est assuré principalement par deux types de cellules: les neurones et la gliale. Ce sont les neurones qui sont chargés de recevoir et de traiter les informations, la mémoire, l'attention, la réflexion, l'imagination et la créativité.

Neurone et sa structure

Vous pouvez souvent entendre que les capacités mentales d'une personne sont garanties par la présence de matière grise. Quelle est cette substance et pourquoi est-elle grise? Cette couleur a le cortex cérébral, composé de cellules microscopiques. Ce sont des neurones ou des cellules nerveuses qui assurent le fonctionnement de notre cerveau et contrôlent l'ensemble du corps humain.

Comment est la cellule nerveuse

Un neurone, comme toute cellule vivante, se compose d'un noyau et d'un corps cellulaire appelé soma. La taille de la cellule elle-même est microscopique - de 3 à 100 microns. Cependant, cela n'empêche pas le neurone d'être un véritable référentiel d'informations diverses. Chaque cellule nerveuse contient un ensemble complet de gènes - des instructions pour la production de protéines. Certaines protéines sont impliquées dans le transfert d'informations, d'autres créent une enveloppe protectrice autour de la cellule elle-même, d'autres sont impliquées dans les processus de mémoire, les quatrièmes fournissent un changement d'humeur, etc..

Même un petit dysfonctionnement dans l'un des programmes de production d'une protéine peut entraîner des conséquences graves, des maladies, des troubles mentaux, une démence, etc..

Chaque neurone est entouré d'une membrane protectrice de cellules gliales, elles remplissent littéralement tout l'espace intercellulaire et constituent 40% de la substance cérébrale. La glie ou une combinaison de cellules gliales remplit des fonctions très importantes: elle protège les neurones des influences externes dysfonctionnelles, fournit des nutriments aux cellules nerveuses et excrète leurs déchets.

Les cellules gliales gardent la santé et l'intégrité des neurones et ne permettent donc pas à de nombreux produits chimiques étrangers de pénétrer dans les cellules nerveuses. Y compris les médicaments. Par conséquent, l'efficacité de divers médicaments conçus pour améliorer l'activité cérébrale est complètement imprévisible et ils agissent différemment sur chaque personne.

Dendrites et axones

Malgré la complexité du neurone, il ne joue pas en soi un rôle significatif dans le fonctionnement du cerveau. Notre activité nerveuse, y compris l'activité mentale, est le résultat de l'interaction de nombreux neurones qui échangent des signaux. La réception et la transmission de ces signaux, plus précisément, de faibles impulsions électriques se produisent à l'aide de fibres nerveuses.

Un neurone a plusieurs fibres nerveuses ramifiées courtes (environ 1 mm) - les dendrites, ainsi nommées en raison de leur similitude avec un arbre. Les dendrites sont responsables de la réception des signaux des autres cellules nerveuses. Et l'axone agit comme un émetteur de signaux. Cette fibre dans le neurone n'en est qu'une, mais elle peut atteindre jusqu'à 1,5 mètre de long. En se connectant à l'aide d'axones et de dendrites, les cellules nerveuses forment des réseaux neuronaux entiers. Et plus le système de relations est complexe, plus notre activité mentale est difficile.

Travail des neurones

Au cœur de l'activité la plus complexe de notre système nerveux se trouve l'échange de faibles impulsions électriques entre les neurones. Mais le problème est qu'au départ l'axone d'une cellule nerveuse et les dendrites de l'autre ne sont pas connectés, entre eux il y a un espace rempli de substance intercellulaire. C'est ce que l'on appelle la fente synaptique et ne peut pas surmonter son signal. Imaginez que deux personnes se tirent la main et atteignent à peine.

Ce problème est résolu par un neurone simplement. Sous l'influence d'un faible courant électrique, une réaction électrochimique se produit et une molécule de protéine - un neurotransmetteur - se forme. Cette molécule chevauche également la fente synaptique, devenant une sorte de pont pour le passage du signal. Les neurotransmetteurs remplissent également une autre fonction - ils se lient aux neurones, et plus souvent un signal passe le long de cette chaîne nerveuse, plus forte est cette connexion. Imaginez un gué à travers la rivière. En le traversant, une personne jette une pierre dans l'eau, puis chaque voyageur suivant fait de même. Le résultat est une transition solide et fiable..

Une telle connexion entre les neurones est appelée synapse et joue un rôle important dans l'activité cérébrale. On pense que même notre mémoire est le résultat du travail des synapses. Ces connexions fournissent une vitesse élevée de transmission des impulsions nerveuses - le signal le long de la chaîne de neurones se déplace à une vitesse de 360 ​​km / h ou 100 m / s. Vous pouvez calculer combien de temps un signal provenant d'un doigt que vous avez accidentellement piqué avec une aiguille entrera dans le cerveau. Il y a une vieille énigme: "Quelle est la chose la plus rapide au monde?" Réponse: "Pensée". Et il a été très précisément remarqué.

Types de neurones

Les neurones ne sont pas seulement dans le cerveau, où ils interagissent et forment le système nerveux central. Les neurones sont situés dans tous les organes de notre corps, dans les muscles et les ligaments à la surface de la peau. Surtout beaucoup d'entre eux dans les récepteurs, c'est-à-dire les sens. Le réseau ramifié de cellules nerveuses qui imprègne tout le corps humain est le système nerveux périphérique, qui remplit des fonctions non moins importantes que la centrale. Toute la diversité des neurones est divisée en trois groupes principaux:

  • Les neurones affecteurs reçoivent des informations des organes sensoriels et, sous forme d'impulsions le long des fibres nerveuses, les transmettent au cerveau. Ces cellules nerveuses ont les axones les plus longs, car leur corps est situé dans la partie correspondante du cerveau. Il y a une spécialisation stricte, et les signaux sonores proviennent exclusivement de la partie auditive du cerveau, des odeurs - de l'olfactif, de la lumière - du visuel, etc..
  • Les neurones intermédiaires ou d'insertion participent au traitement des informations reçues des affecteurs. Après avoir évalué l'information, les neurones intermédiaires commandent les organes sensoriels et les muscles situés à la périphérie de notre corps.
  • Les neurones efférents ou effecteurs transmettent cette commande des intermédiaires sous la forme d'une impulsion nerveuse aux organes, muscles, etc..

Le plus complexe et le moins compris est le travail des neurones intermédiaires. Ils sont responsables non seulement des réactions réflexes, telles que, par exemple, retirer sa main d'une casserole chaude ou clignoter quand une lumière clignote. Ces cellules nerveuses fournissent des processus mentaux complexes tels que la pensée, l'imagination, la créativité. Et comment l'échange instantané des impulsions nerveuses entre les neurones se transforme-t-il en images vives, en intrigues fantastiques, en découvertes ingénieuses et même en pensant à un lundi difficile? C'est le principal secret du cerveau, à la solution duquel les scientifiques ne se sont même pas approchés.

La seule chose qui a pu le découvrir est que différents types d'activité mentale sont associés à l'activité de différents groupes de neurones. Rêves d'avenir, mémorisation d'un poème, perception d'un être cher, réflexion sur les achats - tout cela se reflète dans notre cerveau comme des éclairs d'activité des cellules nerveuses à divers points du cortex cérébral.

Fonction neurone

Étant donné que les neurones assurent le travail de tous les systèmes du corps, les fonctions des cellules nerveuses doivent être très diverses. De plus, tous n'ont pas encore été entièrement clarifiés. Parmi les nombreuses classifications différentes de ces fonctions, nous choisirons celle qui est la plus compréhensible et la plus proche des problèmes de la science psychologique.

Fonction de transfert d'informations

C'est la fonction principale des neurones, auxquels d'autres sont associés, bien que non moins importants. La même fonction est la plus étudiée. Tous les signaux externes entrant dans les organes pénètrent dans le cerveau où ils sont traités. Et puis, à la suite de rétroactions sous forme d'impulsions de commande, elles sont transférées le long des fibres nerveuses efférentes vers les sens, les muscles, etc..

Une telle circulation constante d'informations se produit non seulement au niveau du système nerveux périphérique, mais également dans le cerveau. Les connexions entre les neurones échangeant des informations forment des réseaux de neurones inhabituellement complexes. Imaginez: il y a au moins 30 milliards de neurones dans le cerveau, et chacun d'eux peut avoir jusqu'à 10 000 connexions. Au milieu du 20e siècle, la cybernétique a tenté de créer un ordinateur électronique qui fonctionne sur le principe du cerveau humain. Mais ils n'ont pas réussi - les processus se produisant dans le système nerveux central étaient trop complexes.

Fonction de rétention d'expérience

Les neurones sont responsables de ce que nous appelons la mémoire. Plus précisément, comme l'ont découvert les neurophysiologistes, la conservation des traces de signaux passant le long des circuits neuronaux est une sorte d'effet secondaire de l'activité cérébrale. La base de la mémoire est constituée des mêmes molécules de protéines - des neurotransmetteurs qui se présentent comme des ponts de connexion entre les cellules nerveuses. Par conséquent, il n'y a pas de département spécial du cerveau responsable du stockage des informations. Et si, en raison d'un traumatisme ou d'une maladie, la destruction des connexions nerveuses se produit, une personne peut perdre partiellement sa mémoire.

Fonction intégrative

Il s'agit de l'interaction entre différentes parties du cerveau. Des «flashs» instantanés de signaux transmis et reçus, des foyers d'excitation accrue dans le cortex cérébral - c'est la naissance d'images, de sentiments et de pensées. Des connexions neuronales complexes, combinant différentes sections du cortex cérébral et pénétrant dans la zone sous-corticale, sont le produit de notre activité mentale. Et plus ces relations naissent, meilleure est la mémoire et la pensée plus productive. En fait, plus nous pensons, plus nous devenons intelligents.

Fonction de production de protéines

L'activité des cellules nerveuses ne se limite pas aux processus d'information. Les neurones sont de véritables usines de protéines. Ce sont les neurotransmetteurs mêmes qui remplissent non seulement la fonction de «pont» entre les neurones, mais jouent également un rôle énorme dans la régulation du fonctionnement de notre corps dans son ensemble. Actuellement, il existe environ 80 espèces de ces composés protéiques qui remplissent diverses fonctions:

  • La noradrénaline, parfois appelée hormone de la rage ou du stress. Il tonifie le corps, améliore les performances, accélère le rythme cardiaque et prépare le corps à une action immédiate pour repousser le danger.
  • La dopamine est le principal tonique de notre corps. Il participe à la revitalisation de tous les systèmes, y compris au réveil, à l'effort physique et crée une humeur émotionnelle positive jusqu'à l'euphorie.
  • La sérotonine est également une substance de «bonne humeur», bien qu'elle n'affecte pas l'activité physique.
  • Le glutamate est un émetteur nécessaire au fonctionnement de la mémoire; sans lui, le stockage à long terme des informations est impossible.
  • L'acétylcholine contrôle les processus de sommeil et d'éveil, et est également nécessaire pour améliorer l'attention.

Les neurotransmetteurs, ou plutôt leur nombre, affectent la santé du corps. Et s'il y a des problèmes avec la production de ces molécules de protéines, des maladies graves peuvent se développer. Par exemple, un manque de dopamine est l'une des causes de la maladie de Parkinson, et si cette substance est produite trop, la schizophrénie peut se développer. Si l'acétylcholine n'est pas suffisamment produite, une maladie d'Alzheimer très désagréable peut survenir, accompagnée de démence.

La formation des neurones cérébraux commence avant même la naissance d'une personne et pendant toute la période de croissance, la formation active et la complication des connexions nerveuses se produisent. Pendant longtemps, on a cru que de nouvelles cellules nerveuses ne pouvaient pas apparaître chez un adulte, mais le processus de leur mort est inévitable. Par conséquent, le développement mental de la personnalité n'est possible qu'en raison de la complication des connexions neuronales. Et même dans la vieillesse, tout le monde est voué à une baisse des capacités mentales..

Mais des études récentes ont réfuté cette prévision pessimiste. Des scientifiques suisses ont prouvé qu'il existe une section du cerveau responsable de la naissance de nouveaux neurones. Il s'agit de l'hippocampe; il produit quotidiennement jusqu'à 1400 nouvelles cellules nerveuses. Et vous et moi ne pouvons que les inclure plus activement dans le cerveau, recevoir et comprendre de nouvelles informations, créant ainsi de nouvelles connexions neuronales et compliquant le réseau neuronal.

Neurones du cerveau: ce qu'il est, où il se trouve, fonctionne

Le nombre de connexions neuronales reflète le degré de fonctionnalité du cerveau. Les neurones et les connexions qu'ils forment sont responsables de tous les processus physiologiques qui se produisent dans le corps. Ils contrôlent l'activité des organes internes, se mettent en mouvement, forcent toutes les parties du corps à travailler, coordonnent les processus mentaux et la fonction de mémoire.

Théorie du cerveau neuronal

La théorie neurale suggère que le système nerveux central a une structure cellulaire. Les cellules des tissus nerveux - les neurones, sont des éléments structurels et fonctionnels du système central. Selon l'endroit exact où se trouvent les neurones dans le système nerveux, ils remplissent différentes fonctions. Le cerveau est un organe hautement organisé.

Les cellules de commandement contrôlent les cellules exécutives. L'activité nerveuse est le résultat de l'interaction entre les éléments du système. Les neurones qui composent le cerveau sont les éléments du système qui organisent les réactions en réponse aux irritations, ce qui conduit à l'apparition de réflexes standards.

Caractérisation des neurones

Les éléments structurels et fonctionnels du système central sont les cellules gliales et les neurones. Les premiers prévalent quantitativement, bien qu'ils se voient confier la solution des tâches auxiliaires et secondaires. Les neurones sont capables d'effectuer de nombreuses opérations. Ils interagissent entre eux, établissent des connexions, reçoivent, traitent, codent et transmettent des impulsions nerveuses, stockent des informations.

La neuroglie exerce une fonction de soutien, de distinction et de protection (immunologique) par rapport aux neurones, est responsable de leur nutrition. En cas de lésion d'une partie du tissu nerveux, les cellules gliales compensent les éléments perdus pour recréer l'intégrité de la structure cérébrale. Le nombre de neurones dans le système nerveux central est d'environ 65 à 100 milliards. Les cellules cérébrales forment des réseaux de neurones couvrant toutes les parties du corps humain.

La transmission des données au sein du réseau est effectuée à l'aide d'impulsions - décharges électriques générées par les cellules du tissu nerveux. On pense que le nombre de neurones qui se trouvent dans le cerveau humain ne change pas tout au long de la vie, si vous ne tenez pas compte des situations où, pour certaines raisons (processus neurodégénératifs, dommages mécaniques aux structures cérébrales), ils meurent et diminuent.

Les lésions irréversibles de la zone du tissu nerveux s'accompagnent de troubles neurologiques - convulsions, crises d'épilepsie, altération de la perception tactile, de l'audition et de la vision. Une personne perd la capacité de ressentir, de parler, de penser, de bouger. Le développement des capacités intellectuelles humaines est identifié par une augmentation du nombre de connexions neuronales dans le cerveau avec un nombre constant de neurones.

Un neurone ressemble à une cellule ordinaire, composée d'un noyau et d'un cytoplasme. Il est équipé de processus - axone et dendrites. À l'aide d'un seul axone, les informations sont transmises à d'autres cellules. Les dendrites sont utilisées pour recevoir des informations d'autres cellules. Dans l'axoplasme (la partie du cytoplasme de la cellule nerveuse qui se trouve dans l'axone), les substances transmettant l'information sont synthétisées - neurotransmetteurs (acétylcholine, catécholamine et autres).

Les neurotransmetteurs interagissent avec les récepteurs, provoquant des processus d'excitation ou d'inhibition. Les neurones forment des groupes, des ensembles, des colonnes, en tenant compte de l'emplacement dans une certaine partie du cerveau, en fonction du nombre et des fonctions exercées au cours de la vie humaine. Par exemple, un ensemble de structures corticales peut être composé de centaines de cellules nerveuses, qui comprennent:

  1. Cellules recevant des signaux des services sous-corticaux (par exemple, des noyaux du thalamus - sensoriels ou moteurs).
  2. Cellules recevant des signaux d'autres parties du cortex.
  3. Cellules LAN formant des colonnes verticales.
  4. Cellules renvoyant des signaux au thalamus, à d'autres parties du cortex, éléments du système limbique.

Une synapse est un endroit où un contact bioélectrique se produit entre deux cellules et la transmission d'informations en convertissant une impulsion électrique en un signal chimique, puis de nouveau en une impulsion électrique. Des transformations similaires se produisent dans la synapse lors de la transition d'une impulsion nerveuse à travers la membrane présynaptique, la fente synaptique et la membrane postsynaptique.

La transmission impulsionnelle est possible entre des neurones individuels ou un neurone et une cellule effectrice (une cellule d'organe qui exécute une tâche codée dans un signal). La classification des synapses implique une séparation par critères:

  • Localisation (systèmes centraux, périphériques).
  • Type d'action (excitation, inhibition).
  • Type de neurotransmetteur impliqué dans la transmission du signal (cholinergique, adrénergique, sérotoninergique).

Le nombre de synapses dans un neurone situé dans le cerveau peut atteindre 10 000. La vitesse de transmission du signal bioélectrique est d'environ 3 à 120 m / s. En plus de la transmission synaptique, il existe un autre moyen de transmission du signal - par le sang. Le mouvement des données codées se produit du fait que les processus nerveux se lient à un vaisseau sanguin et sécrètent une neurohormone dans le sang.

Les cellules nerveuses responsables de l'activité motrice peuvent créer des milliers de contacts synaptiques. Les synapses formées sur les dendrites prédominent quantitativement. Moins de connexions synaptiques se forment sur les axones. Au cours de l'activation de certaines cellules, l'inhibition d'autres se produit. En conséquence, une personne peut se concentrer sur une pensée spécifique ou effectuer un mouvement arbitraire.

Types de neurocytes

Neurocytes est le deuxième nom des neurones. En dehors des structures cérébrales du système nerveux central, ils sont situés dans les ganglions, qui sont des nœuds nerveux (nerfs spinaux et crâniens appartenant au système autonome). Selon les fonctions exercées, les cellules du tissu nerveux sont sensibles, associatives, effectrices, sécrétoires. Les premiers reçoivent des signaux des zones périphériques du système nerveux.

Plus souvent, les signaux sont dirigés vers le cerveau, moins souvent vers les cellules du ganglion autonome. Les cellules sensibles sont petites et ont un grand nombre de dendrites. Signaux de conduite associative au sein du réseau neuronal, fournissant un lien entre les types de cellules sensibles et effectrices. Ils sont situés dans le cerveau (cerveau, moelle épinière) et le système autonome. Dans tous les cas, ce sont des éléments qui ferment des arcs réflexes (groupes de neurones reliés par des synapses).

Effecteur - ce sont des motoneurones qui déplacent des parties du corps humain. Les neurones effecteurs transmettent des signaux aux organes exécutifs, y compris aux muscles squelettiques, qui déterminent l'activité motrice humaine. Effecteur - grandes cellules équipées de processus grossiers et moins ramifiés. Les cellules sécrétoires produisent des neurohormones.

Fonction des cellules nerveuses

Les neurones qui se trouvent dans le cerveau sont une sorte de base de connaissances, théoriquement capable d'accueillir et de stocker toute la quantité d'informations accumulées par l'humanité pendant des millénaires. Le cerveau se souvient absolument de toutes les informations reçues au cours de la vie concernant l'interaction avec l'environnement extérieur et les processus se produisant dans le corps humain. Dans le même temps, une personne ne peut extraire arbitrairement des entrailles de la mémoire toutes les données stockées dans la substance cérébrale. Fonctions des neurones:

  1. Réception (réception) d'impulsions. Les cellules des tissus nerveux reçoivent certains signaux, par exemple, des organes sensoriels (lumière, température, influences olfactives, tactiles) ou d'autres cellules.
  2. Contrôle des processus physiologiques par excitation ou inhibition. En recevant un signal, une section d'une cellule de tissu nerveux réagit avec une transition vers un état excité ou inhibé.
  3. Transmission d'excitation. Les signaux dans un état d'excitation sont transmis d'une partie d'une cellule nerveuse à une autre partie de son processus. De cette façon, le signal transmis peut couvrir une distance de 1,5 m (par exemple, de la moelle oblongue aux jambes distales).
  4. Tenant une impulsion. Les signaux sont transmis d'une cellule nerveuse à une autre ou aux organes effecteurs (exécutifs), dont l'activité est régulée par des réflexes - la réponse du corps aux stimuli. Les effecteurs comprennent les muscles squelettiques et lisses, les glandes endocrines et exocrines..

Les dommages causés aux cellules nerveuses entraînent la perte de leur capacité à conduire des impulsions électriques et à interagir les unes avec les autres. La violation des processus d'échange d'informations dans les structures neuronales provoque des dysfonctionnements dans le travail de tout l'organisme. Une personne perd la capacité d'effectuer des mouvements, de parler et de percevoir la parole, de ressentir, de se souvenir, de penser.

La valeur des connexions neuronales

Dans le livre «From Neuron to the Brain», écrit par les neuroscientifiques J. Nicholls, A. Martin, B. Vallas, P. Fuchs, l'importance de l'interaction interneuronale comme facteur principal dans la formation de fonctions mentales supérieures et le développement personnel de soi est scientifiquement prouvée.

Les connexions neuronales jouent un rôle décisif dans la formation et le développement de l'intelligence, l'émergence d'habitudes durables. Un homme est né avec une énorme réserve de neurones et un petit nombre de connexions entre eux. Au cours de la croissance, de la vie, de l'interaction avec la réalité environnante, de l'accumulation d'expérience, le nombre de connexions augmente, ce qui détermine les propriétés intellectuelles et physiques de la personnalité, son comportement et son niveau de santé.

Une personne est capable de créer de nouvelles connexions neuronales tout au long de la vie. Les objets du monde environnant agissent sur les sens, provoquant des réponses cérébrales. Autour des neurones qui fonctionnent constamment, une couche se forme - la gaine de myéline, qui améliore la capacité des fibres nerveuses à conduire des signaux électriques. Les cellules recouvertes de la couche de myéline sont blanches, non recouvertes sont grises, donc la moelle est grise et blanche.

Les principales réactions qui se produisent aux stimuli externes sont formées par 7 ans. À cet âge, la production de myéline est réduite. Un enfant de sept ans sait déjà que le feu provoque une brûlure et que des mouvements imprudents entraînent une chute. La principale ressource de connaissances est formée, associée à un ralentissement de la formation de nouvelles connexions neuronales. La production de myéline augmente à nouveau pendant la puberté, lorsque les perceptions mentales d'une personne changent.

Le génie se manifeste souvent dans l'enfance et l'adolescence, ce qui est en corrélation avec l'augmentation de la production de myéline et la création de réseaux neuronaux puissants et ramifiés. Le nombre de connexions synaptiques (interaction entre différents neurones) augmente en raison du processus d'accumulation d'expérience et d'acquisition de nouvelles connaissances. Dans le neurone, de nouveaux processus peuvent se former suite à une stimulation active par des impulsions électriques.

La croissance des connexions synaptiques peut être retracée dans le comportement et les réactions d'une personne aux conditions et aux circonstances du monde extérieur. Par exemple, un amoureux des chiens évalue la réalité environnante en tenant compte de l'attachement aux animaux à quatre pattes. Les religieux se rapportent à des objets du monde extérieur, s'appuyant sur des principes moraux élevés. Cela indique la formation d'un lien entre deux idées apparemment étrangères et reflète l'émergence de nouveaux contacts synaptiques.

Créer de nouvelles connexions neuronales est possible si une personne est constamment engagée dans son développement personnel - étudier les langues étrangères, maîtriser de nouvelles connaissances et compétences (peinture, broderie et tricot, compétences littéraires, sports, jeux intellectuels - échecs et dames), maîtriser une nouvelle profession, changer les habitudes.

Le cerveau a besoin d'un entraînement qui provoque la croissance des dendrites et l'expansion des interactions entre les cellules du tissu nerveux. La perception du monde extérieur, le succès, l'état de santé, l'humeur, la satisfaction de la situation dans la société et la vie en général dépendent de notre conscience.

Grâce aux connexions neuronales, le travail des organes internes, l'activité motrice et les processus cognitifs sont contrôlés. Les connexions neuronales régulent le comportement humain. Plus il y a de connexions neuronales, plus les capacités intellectuelles et physiques de l'individu sont élevées.

Neurones et tissus nerveux

Neurones et tissus nerveux

Le tissu nerveux est le principal élément structurel du système nerveux. La composition du tissu nerveux comprend des cellules nerveuses hautement spécialisées - les neurones et les cellules de la neuroglie qui remplissent des fonctions de soutien, de sécrétion et de protection.

Un neurone est l'unité structurelle et fonctionnelle de base du tissu nerveux. Ces cellules sont capables de recevoir, traiter, encoder, transmettre et stocker des informations, établir des contacts avec d'autres cellules. Les caractéristiques uniques d'un neurone sont la capacité de générer des décharges bioélectriques (impulsions) et de transmettre des informations à partir de processus d'une cellule à une autre à l'aide de terminaisons spécialisées - synapses.

Les fonctions neuronales sont facilitées par la synthèse dans son axoplasme des substances émettrices - neurotransmetteurs: acétylcholine, catécholamines, etc..

Le nombre de neurones cérébraux approche 10 11. Un neurone peut avoir jusqu'à 10 000 synapses. Si nous considérons ces éléments comme des cellules de stockage d'informations, nous pouvons conclure que le système nerveux peut stocker 10 19 unités. informations c.-à-d. capable d'accueillir presque toutes les connaissances accumulées par l'humanité. Par conséquent, l'idée que le cerveau humain se souvient de tout ce qui se passe dans le corps et lors de sa communication avec l'environnement est tout à fait justifiée. Cependant, le cerveau ne peut pas extraire de la mémoire toutes les informations qui y sont stockées..

Divers types d'organisation neuronale sont caractéristiques de diverses structures cérébrales. Les neurones qui régulent une seule fonction forment les soi-disant groupes, ensembles, colonnes, noyaux.

La structure et la fonction des neurones varient..

Selon la structure (en fonction du nombre de processus s'étendant du corps cellulaire), les neurones unipolaires (avec un processus), bipolaires (avec deux processus) et multipolaires (avec de nombreux processus) sont distingués.

Selon leurs propriétés fonctionnelles, les neurones afférents (ou centripètes) qui portent l'excitation des récepteurs du système nerveux central, efférents, moteurs, motoneurones (ou centrifuges), transmettant l'excitation du système nerveux central à un organe innervé, et les neurones intercalés, de contact ou intermédiaires reliant les afférents et efférents sont distingués les neurones.

Les neurones afférents sont unipolaires, leur corps se trouve dans les ganglions rachidiens. Le processus s'étendant du corps de la cellule est en forme de T en deux branches, dont l'une va au système nerveux central et agit comme un axone, et l'autre s'approche des récepteurs et est une longue dendrite.

La plupart des neurones efférents et intercalaires sont multipolaires (Fig. 1). Les neurones intercalaires multipolaires sont situés en grand nombre dans les cornes postérieures de la moelle épinière, ainsi que dans toutes les autres parties du système nerveux central. Ils peuvent être bipolaires, par exemple, des neurones rétiniens avec une courte dendrite ramifiée et un long axone. Les motoneurones sont situés principalement dans les cornes antérieures de la moelle épinière.

Figure. 1. La structure de la cellule nerveuse:

1 - microtubules; 2 - un long processus d'une cellule nerveuse (axone); 3 - réticulum endoplasmique; 4 - noyau; 5 - neuroplasme; 6 - dendrites; 7 - mitochondries; 8 - nucléole; 9 - gaine de myéline; 10 - interception de Ranvier; 11 - la fin de l'axone

Neuroglia

La neuroglie, ou glie, est un ensemble d'éléments cellulaires du tissu nerveux formé par des cellules spécialisées de formes diverses.

Il a été découvert par R. Virkhov et nommé par lui neuroglia, ce qui signifie «colle nerveuse». Les cellules de neuroglie remplissent l'espace entre les neurones, représentant 40% du volume cérébral. Les cellules gliales sont 3 à 4 fois plus petites que les cellules nerveuses; leur nombre dans le système nerveux central des mammifères atteint 140 milliards. Avec l'âge chez l'homme, le nombre de neurones dans le cerveau diminue et le nombre de cellules gliales augmente.

Il a été établi que la neuroglie est liée au métabolisme du tissu nerveux. Certaines cellules de la neuroglie sécrètent des substances qui affectent l'état d'excitabilité neuronale. Il a été noté que dans diverses conditions mentales, la sécrétion de ces cellules change. De longs processus fonctionnels dans le système nerveux central sont associés à l'état fonctionnel de la neuroglie..

Types de cellules gliales

De par la nature de la structure des cellules gliales et leur localisation dans le système nerveux central, il existe:

  • les astrocytes (astroglie);
  • oligodendrocytes (oligodendroglia);
  • cellules microgliales (microglie);
  • Cellules de Schwann.

Les cellules gliales remplissent des fonctions de support et de protection pour les neurones. Ils entrent dans la structure de la barrière hémato-encéphalique. Les astrocytes sont les cellules gliales les plus nombreuses qui remplissent les espaces entre les neurones et recouvrent les synapses. Ils empêchent la propagation dans le système nerveux central des neurotransmetteurs qui diffusent à partir de la fente synaptique. Dans les membranes cytoplasmiques des astrocytes, il existe des récepteurs pour les neurotransmetteurs, dont l'activation peut provoquer des fluctuations de la différence de potentiel membranaire et des changements dans le métabolisme des astrocytes.

Les astrocytes entourent étroitement les capillaires des vaisseaux sanguins du cerveau, situés entre eux et les neurones. Sur cette base, on pense que les astrocytes jouent un rôle important dans le métabolisme des neurones, régulant la perméabilité des capillaires pour certaines substances.

L'une des fonctions importantes des astrocytes est leur capacité à absorber les ions K + en excès, qui peuvent s'accumuler dans l'espace intercellulaire à une activité neuronale élevée. Des canaux de jonctions lacunaires se forment dans les zones d'adhésion étroite des astrocytes à travers lesquelles les astrocytes peuvent échanger divers petits ions et, en particulier, les ions K +. Cela augmente la possibilité d'absorption d'ions K + par eux. Une accumulation incontrôlée d'ions K + dans l'espace interneurone augmenterait l'excitabilité des neurones. Ainsi, les astrocytes, absorbant les ions K + en excès du liquide interstitiel, empêchent une augmentation de l'excitabilité des neurones et la formation de foyers d'activité neuronale accrue. L'apparition de tels foyers dans le cerveau humain peut s'accompagner du fait que leurs neurones génèrent une série d'impulsions nerveuses, appelées décharges convulsives..

Les astrocytes sont impliqués dans l'élimination et la destruction des neurotransmetteurs entrant dans les espaces extrasynaptiques. Ainsi, ils empêchent l'accumulation de neurotransmetteurs dans les espaces interneuronaux, ce qui pourrait entraîner une altération de la fonction cérébrale.

Les neurones et les astrocytes sont séparés par des fentes intercellulaires de 15 à 20 microns, appelées espace interstitiel. Les espaces interstitiels occupent jusqu'à 12-14% du volume cérébral. Une propriété importante des astrocytes est leur capacité à absorber le CO2 de ces fluides extracellulaires et à maintenir ainsi un pH cérébral stable.

Les astrocytes sont impliqués dans la formation d'interfaces entre le tissu nerveux et les vaisseaux sanguins du cerveau, le tissu nerveux et les membranes du cerveau pendant la croissance et le développement du tissu nerveux.

Les oligodendrocytes sont caractérisés par la présence d'un petit nombre de processus courts. L'une de leurs fonctions principales est la formation de la gaine de myéline des fibres nerveuses au sein du système nerveux central. Ces cellules sont également situées à proximité immédiate des corps des neurones, mais la signification fonctionnelle de ce fait est inconnue..

Les cellules microgliales représentent 5 à 20% du nombre total de cellules gliales et sont dispersées dans tout le système nerveux central. Il a été établi que les antigènes de leur surface sont identiques aux antigènes des monocytes sanguins. Cela indique leur origine à partir du mésoderme, la pénétration dans le tissu nerveux au cours du développement embryonnaire et la transformation ultérieure en cellules microgliales morphologiquement reconnaissables. À cet égard, on pense que la fonction la plus importante de la microglie est de protéger le cerveau. Il a été montré qu'en cas de lésion du tissu nerveux, le nombre de cellules phagocytaires augmente du fait des macrophages sanguins et de l'activation des propriétés phagocytaires de la microglie. Ils éliminent les neurones morts, les cellules gliales et leurs éléments structurels, les particules étrangères phagocyteuses.

Les cellules de Schwann forment la gaine de myéline des fibres nerveuses périphériques à l'extérieur du système nerveux central. La membrane de cette cellule est enroulée à plusieurs reprises autour de la fibre nerveuse, et l'épaisseur de la gaine de myéline résultante peut dépasser le diamètre de la fibre nerveuse. La longueur des sections myélinisées de la fibre nerveuse est de 1 à 3 mm. Dans les interstices entre eux (interceptions de Ranvier), la fibre nerveuse reste couverte uniquement par une membrane de surface excitable.

L'une des propriétés les plus importantes de la myéline est sa haute résistance au courant électrique. Elle est due à la forte teneur en sphingomyéline et autres phospholipides de la myéline, qui lui confèrent des propriétés isolantes du courant. Dans les zones de fibres nerveuses recouvertes de myéline, le processus de génération d'impulsions nerveuses est impossible. Les impulsions nerveuses sont générées uniquement sur la membrane d'interception Ranvier, qui fournit un taux d'impulsions nerveuses plus élevé aux fibres nerveuses myélinisées par rapport aux fibres non myélinisées.

Il est connu que la structure de la myéline peut facilement être violée par des dommages infectieux, ischémiques, traumatiques et toxiques du système nerveux. Dans le même temps, le processus de démyélinisation des fibres nerveuses se développe. Particulièrement souvent, la démyélinisation se développe avec une maladie de sclérose en plaques. En raison de la démyélinisation, la vitesse de conduction des impulsions nerveuses le long des fibres nerveuses diminue, la vitesse de transmission au cerveau des informations provenant des récepteurs et des neurones vers les organes exécutifs diminue. Cela peut entraîner une altération de la sensibilité sensorielle, une altération des mouvements, une régulation des organes internes et d'autres conséquences graves..

La structure et la fonction des neurones

Un neurone (cellule nerveuse) est une unité structurelle et fonctionnelle du système nerveux central.

La structure anatomique et les propriétés d'un neurone assurent l'accomplissement de ses fonctions de base: la mise en œuvre du métabolisme, l'énergie, la perception des différents signaux et leur traitement, la formation ou la participation aux réponses, la génération et la conduite des influx nerveux, l'union des neurones dans les circuits neuronaux, fournissant à la fois de simples réactions réflexes et des fonctions cérébrales intégratives supérieures.

Les neurones sont constitués du corps d'une cellule nerveuse et des processus - axone et dendrites.

Figure. 2. La structure du neurone

Corps de cellules nerveuses

Le corps (péricarion, soma) du neurone et ses processus sont recouverts d'une membrane neuronale. La membrane du corps de la cellule diffère de la membrane de l'axone et des dendrites par le contenu de divers canaux ioniques, récepteurs, la présence de synapses sur elle.

Le neuroplasma est situé dans le corps du neurone et le noyau en est délimité par des membranes, un réticulum endoplasmique rugueux et lisse, l'appareil de Golgi et des mitochondries. Les chromosomes du noyau des neurones contiennent un ensemble de gènes codant pour la synthèse des protéines nécessaires à la formation de la structure et à la mise en œuvre des fonctions du corps d'un neurone, de ses processus et de ses synapses. Ce sont des protéines qui remplissent les fonctions des enzymes, des transporteurs, des canaux ioniques, des récepteurs et d'autres. Certaines protéines remplissent des fonctions tandis que dans le neuroplasme, d'autres s'intègrent dans les membranes des organites, du soma et des processus du neurone. Certains d'entre eux, par exemple, les enzymes nécessaires à la synthèse des neurotransmetteurs, sont délivrés au terminal axonal via le transport axonal. Dans le corps de la cellule, des peptides sont synthétisés, nécessaires au fonctionnement des axones et des dendrites (par exemple, les facteurs de croissance). Par conséquent, avec des dommages au corps d'un neurone, ses processus dégénèrent et sont détruits. Si le corps du neurone est préservé et que le processus est endommagé, il se régénère lentement (régénère) et restaure l'innervation des muscles ou des organes dénervés.

Le site de synthèse des protéines dans le corps des neurones est un réticulum endoplasmique rugueux (granules tigroïdes ou corps de Nissl) ou des ribosomes libres. Leur contenu dans les neurones est plus élevé que dans les cellules gliales ou autres du corps. Dans un réticulum endoplasmique lisse et un appareil de Golgi, les protéines acquièrent leur conformation spatiale, triées et envoyées pour transporter les flux vers les structures du corps cellulaire, les dendrites ou les axones.

Dans les nombreuses mitochondries des neurones, l'ATP se forme à la suite de processus de phosphorylation oxydative, dont l'énergie est utilisée pour maintenir l'activité vitale du neurone, le travail des pompes ioniques et maintenir l'asymétrie des concentrations ioniques des deux côtés de la membrane. Par conséquent, le neurone est constamment prêt non seulement à recevoir divers signaux, mais aussi à y répondre - en générant des impulsions nerveuses et en les utilisant pour contrôler les fonctions d'autres cellules.

Les récepteurs moléculaires de la membrane du corps cellulaire, les récepteurs sensoriels formés par les dendrites et les cellules sensibles d'origine épithéliale participent aux mécanismes de perception des différents signaux par les neurones. Les signaux provenant d'autres cellules nerveuses peuvent atteindre le neurone par le biais de nombreuses synapses formées sur les dendrites ou sur le gel du neurone..

Dendrites de cellules nerveuses

Les dendrites de neurones forment un arbre dendritique dont la nature des ramifications et la taille dépendent du nombre de contacts synaptiques avec d'autres neurones (Fig. 3). Il existe des milliers de synapses sur des dendrites de neurones formées par des axones ou des dendrites d'autres neurones.

Figure. 3. Contacts synaptiques de l'interneurone. Les flèches à gauche indiquent l'arrivée de signaux afférents aux dendrites et au corps de l'interneurone, à droite - la direction de propagation des signaux efférents de l'interneurone vers d'autres neurones

Les synapses peuvent être hétérogènes à la fois en fonction (inhibitrice, excitatrice) et dans le type de neurotransmetteur utilisé. La membrane dendritique impliquée dans la formation des synapses est leur membrane postsynaptique, qui contient des récepteurs (canaux ioniques dépendant du ligand) au neurotransmetteur utilisé dans cette synapse.

Les synapses excitatrices (glutamatergiques) sont situées principalement à la surface des dendrites, où il y a des élévations, ou des excroissances (1-2 microns), qui sont appelées épines. Il existe des canaux dans la membrane vertébrale dont la perméabilité dépend de la différence de potentiel transmembranaire. Des médiateurs secondaires de la transmission du signal intracellulaire, ainsi que des ribosomes, sur lesquels la protéine est synthétisée en réponse à l'arrivée de signaux synaptiques, ont été trouvés dans le cytoplasme des dendrites dans la région des épines. Le rôle exact des épines reste inconnu, mais il est évident qu'elles augmentent la surface de l'arbre dendritique pour la formation de synapses. Les pointes sont également des structures d'un neurone pour recevoir des signaux d'entrée et les traiter. Les dendrites et les épines assurent le transfert d'informations de la périphérie vers le corps du neurone. La membrane de la dendrite du manteau est polarisée en raison de la distribution asymétrique des ions minéraux, du fonctionnement des pompes à ions et de la présence de canaux ioniques. Ces propriétés sous-tendent la transmission des informations membranaires sous forme de courants circulaires locaux (électrotoniques) qui se produisent entre les membranes postsynaptiques et la membrane dendritique adjacente à celles-ci..

Les courants locaux, lorsqu'ils se propagent le long de la membrane dendritique, se désintègrent, mais s'avèrent être suffisamment importants pour transmettre des signaux à la membrane du corps neuronal via les entrées synaptiques des dendrites. Aucun canal de sodium et de potassium dépendant du potentiel n'a encore été détecté dans la membrane de dendrite. Il n'a pas d'excitabilité et la capacité de générer des potentiels d'action. Cependant, il est connu que le potentiel d'action résultant de la membrane du tertre axonal peut se propager le long de celle-ci. Le mécanisme de ce phénomène est inconnu..

On suppose que les dendrites et les épines font partie des structures neuronales impliquées dans les mécanismes de la mémoire. Le nombre d'épines est particulièrement important dans les dendrites des neurones du cortex cérébelleux, des noyaux gris centraux et du cortex cérébral. La superficie de l'arbre dendritique et le nombre de synapses diminuent dans certains domaines du cortex cérébral.

Neurone axone

Axon est un processus d'une cellule nerveuse qui ne se trouve pas dans d'autres cellules. Contrairement aux dendrites, dont le nombre est différent pour un neurone, l'axone de tous les neurones est le même. Sa longueur peut atteindre jusqu'à 1,5 m. Au niveau de la sortie de l'axone du corps du neurone, il y a un épaississement - le tertre de l'axone recouvert d'une membrane plasmique, qui est bientôt recouverte de myéline. Le site de la butte axonale découverte par la myéline est appelé le segment initial. Les axones des neurones jusqu'aux branches finales sont recouverts d'une gaine de myéline, interrompue par des interceptions de Ranvier - coupes microscopiques sans myéline (environ 1 μm).

Tout au long de l'axone (fibre myélinisée et non myélinisée), il est recouvert d'une membrane phospholipidique bicouche avec des molécules de protéines incorporées, qui remplissent les fonctions de transport ionique, de canaux ioniques dépendants de la tension, etc. Les protéines sont réparties uniformément dans la membrane de la fibre nerveuse non myélinisée et elles sont situées dans la membrane de la fibre nerveuse myélinisée principalement dans le domaine des interceptions Ranvier. Puisqu'il n'y a pas de réticulum rugueux et de ribosomes dans l'axoplasme, il est évident que ces protéines sont synthétisées dans le corps du neurone et livrées à la membrane axonale via le transport axonal.

Les propriétés de la membrane recouvrant le corps et l'axone du neurone sont différentes. Cette différence s'applique principalement à la perméabilité de la membrane aux ions minéraux et est due au contenu de divers types de canaux ioniques. Si le contenu des canaux ioniques dépendant du ligand (y compris les membranes postsynaptiques) prévaut dans la membrane du corps et les dendrites du neurone, alors dans la membrane axonale, en particulier dans la zone des intersections Ranvier, il existe une forte densité de canaux sodium et potassium dépendants de la tension.

La valeur de polarisation la plus faible (environ 30 mV) est possédée par la membrane du segment d'axone initial. Dans les régions axonales plus éloignées du corps cellulaire, le potentiel transmembranaire est d'environ 70 mV. La faible polarisation de la membrane du segment initial de l'axone permet à la membrane neuronale d'avoir la plus forte excitabilité dans cette région. Les potentiels postsynaptiques qui sont apparus sur la membrane des dendrites et le corps de la cellule à la suite de la transformation des signaux d'information reçus par le neurone au niveau des synapses se sont propagés à travers la membrane du corps du neurone en utilisant des courants électriques circulaires locaux. Si ces courants provoquent une dépolarisation de la membrane du sommet de l'axone à un niveau critique (Eà), le neurone réagira alors à la réception de signaux provenant d'autres cellules nerveuses en générant son potentiel d'action (impulsion nerveuse). L'impulsion nerveuse qui en résulte est ensuite effectuée le long de l'axone vers d'autres cellules nerveuses, musculaires ou glandulaires..

Sur la membrane du segment initial de l'axone, il y a des épines sur lesquelles se forment les synapses inhibitrices GABA-ergiques. L'arrivée de signaux à ces synapses à partir d'autres neurones peut empêcher la génération d'une impulsion nerveuse.

Classification et types de neurones

Les neurones sont classés selon leurs caractéristiques morphologiques et fonctionnelles..

Par le nombre de processus distinguent les neurones multipolaires, bipolaires et pseudo-unipolaires.

Par la nature des connexions avec d'autres cellules et la fonction exercée, les neurones sensoriels, interstitiels et moteurs se distinguent. Les neurones sensoriels sont également appelés neurones afférents et leurs processus sont centripètes. Les neurones qui assurent la fonction de transmission de signaux entre les cellules nerveuses sont appelés intercalaires ou associatifs. Les neurones dont les axones forment des synapses sur les cellules effectrices (musculaires, glandulaires) sont classés comme moteurs ou efférents; leurs axones sont appelés centrifuges.

Les neurones afférents (sensibles) perçoivent les informations par les récepteurs sensoriels, les convertissent en impulsions nerveuses et conduisent vers les centres nerveux du cerveau et de la moelle épinière. Les corps des neurones sensibles sont situés dans les ganglions rachidiens et crâniens. Ce sont des neurones pseudo-unipolaires, dont l'axone et la dendrite partent ensemble du corps du neurone puis se séparent. La dendrite suit les organes et les tissus périphériques en tant que partie des nerfs sensoriels ou mixtes, et l'axone en tant que partie des racines postérieures pénètre dans les cornes dorsales de la moelle épinière ou en tant que partie des nerfs crâniens du cerveau.

Les neurones à insertion ou associatifs remplissent les fonctions de traitement des informations entrantes et assurent notamment la fermeture des arcs réflexes. Les corps de ces neurones sont situés dans la matière grise du cerveau et de la moelle épinière..

Les neurones efférents remplissent également la fonction de traitement des informations reçues et de transmission des impulsions nerveuses efférentes du cerveau et de la moelle épinière aux cellules des organes exécutifs (effecteurs).

Activité intégrative d'un neurone

Chaque neurone reçoit une énorme quantité de signaux par le biais de nombreuses synapses situées sur ses dendrites et son corps, ainsi que par les récepteurs moléculaires des membranes plasmiques, du cytoplasme et du noyau. La transmission du signal utilise de nombreux types différents de neurotransmetteurs, de neuromodulateurs et d'autres molécules de signalisation. Evidemment, pour la formation d'une réponse à la réception simultanée de plusieurs signaux, le neurone doit avoir la capacité de les intégrer.

L'ensemble des processus qui assurent le traitement des signaux entrants et la formation d'une réponse d'un neurone sur eux est inclus dans le concept d'activité intégrative d'un neurone.

La perception et le traitement des signaux arrivant au neurone sont effectués avec la participation des dendrites, du corps cellulaire et de la motte axonale du neurone (Fig.4).

Figure. 4. Intégration des signaux par un neurone.

L'une des options pour leur traitement et leur intégration (sommation) est la transformation dans les synapses et la sommation des potentiels postsynaptiques sur la membrane du corps et les processus du neurone. Les signaux perçus sont convertis au niveau des synapses en oscillation de la différence de potentiel de la membrane postsynaptique (potentiels postsynaptiques). Selon le type de synapse, le signal reçu peut être converti en un petit changement de dépolarisation (0,5-1,0 mV) de la différence de potentiel (EPSP - les synapses dans le diagramme sont représentés par des cercles lumineux) ou hyperpolarisant (TPPS - les synapses dans le diagramme sont affichées en noir cercles). À différents points du neurone, de nombreux signaux peuvent arriver simultanément, dont certains sont transformés en EPSP, et d'autres - en TPPS.

Ces fluctuations de la différence de potentiel se propagent en utilisant des courants circulaires locaux le long de la membrane neuronale en direction du sommet de l'axone sous la forme d'ondes de dépolarisation (dans le schéma blanc) et d'hyperpolarisation (dans le schéma noir) se chevauchant (sections grises dans le schéma). Dans ce chevauchement, les amplitudes des ondes d'une direction sont additionnées, tandis que l'inverse - diminue (lisse). Une telle sommation algébrique de la différence de potentiel sur la membrane est appelée sommation spatiale (figures 4 et 5). Le résultat de cette sommation peut être soit la dépolarisation de la membrane du sommet de l'axone et la génération d'une impulsion nerveuse (cas 1 et 2 sur la figure 4), soit son hyperpolarisation et la prévention d'une impulsion nerveuse (cas 3 et 4 sur la figure 4).

Afin de déplacer la différence de potentiel de la membrane du sommet de l'axone (environ 30 mV) vers Eà, il doit être dépolarisé à 10-20 mV. Cela conduira à la découverte de canaux sodiques potentiellement dépendants et à la génération d'une impulsion nerveuse. Depuis la réception d'un PD et sa conversion en EPSP, la dépolarisation de la membrane peut atteindre jusqu'à 1 mV, et toute propagation vers le sommet de l'axone se poursuit avec atténuation, pour la génération d'une impulsion nerveuse, 40-80 impulsions nerveuses provenant d'autres neurones et la sommation au neurone en même temps sont nécessaires et la sommation est requise même montant d'EPSP.

Figure. 5. Sommation spatiale et temporelle de l'EPSP par un neurone; a - EPSP pour un seul stimulus; et - EPSP pour la stimulation multiple de différents afférents; c - EPSP pour une stimulation fréquente à travers une seule fibre nerveuse

Si à ce moment un neurone reçoit un certain nombre d'impulsions nerveuses à travers des synapses inhibitrices, alors son activation et sa génération d'une impulsion nerveuse de réponse seront possibles tout en augmentant le flux de signaux à travers des synapses excitatrices. Dans des conditions où les signaux provenant des synapses inhibitrices provoquent une hyperpolarisation de la membrane neuronale égale ou supérieure à la dépolarisation provoquée par les signaux provenant des synapses excitatrices, la dépolarisation de la membrane du tertre axonal sera impossible, le neurone ne générera pas d'impulsions nerveuses et deviendra inactif.

Le neurone effectue également une sommation temporaire des signaux EPSP et TPSC qui y parviennent presque simultanément (voir figure 5). Les changements dans la différence de potentiel causés par eux dans les régions quasi-synaptiques peuvent également être sommés algébriquement, ce qui est appelé la sommation temporaire.

Ainsi, chaque impulsion nerveuse générée par un neurone, ainsi que la période de silence d'un neurone, renferment des informations reçues de nombreuses autres cellules nerveuses. Habituellement, plus la fréquence des signaux provenant d'un autre neurone provenant d'autres cellules est élevée, plus la fréquence à laquelle il génère des impulsions nerveuses de réponse envoyées par l'axone à d'autres cellules nerveuses ou effectrices est élevée..

En raison du fait que dans la membrane du corps du neurone et même ses dendrites, il existe (bien que dans un petit nombre) des canaux sodiques, le potentiel d'action qui est apparu sur la membrane du tertre axonal peut s'étendre au corps et à une partie des dendrites neuronales. L'importance de ce phénomène n'est pas suffisamment claire, mais on suppose que le potentiel d'action de propagation adoucit momentanément tous les courants locaux présents sur la membrane, annule les potentiels et contribue à une perception plus efficace par le neurone des nouvelles informations.

Les récepteurs moléculaires sont impliqués dans la conversion et l'intégration des signaux arrivant au neurone. Dans le même temps, leur stimulation par des molécules de signalisation peut entraîner des changements dans l'état des canaux ioniques initiés par (protéines G, deuxièmes médiateurs), la transformation des signaux perçus en fluctuation de la différence potentielle de la membrane neuronale, la sommation et la formation d'une réponse neuronale sous la forme de génération d'impulsions nerveuses ou son inhibition.

La conversion du signal par les récepteurs des neurones moléculaires métabotropes s'accompagne de sa réponse sous la forme d'un déclenchement d'une cascade de transformations intracellulaires. La réponse d'un neurone dans ce cas peut être une accélération du métabolisme général, une augmentation de la formation d'ATP, sans laquelle il est impossible d'augmenter son activité fonctionnelle. En utilisant ces mécanismes, le neurone intègre les signaux reçus pour améliorer l'efficacité de ses propres activités..

Les transformations intracellulaires dans le neurone, initiées par les signaux reçus, conduisent souvent à une synthèse accrue de molécules de protéines qui remplissent les fonctions de récepteurs, de canaux ioniques et de porteurs dans le neurone. En augmentant leur nombre, le neurone s'adapte à la nature des signaux entrants, augmentant la sensibilité aux plus significatifs d'entre eux et s'affaiblissant aux moins significatifs.

La réception d'un certain nombre de signaux par un neurone peut s'accompagner de l'expression ou de la répression de certains gènes, par exemple en contrôlant la synthèse de neuromodulateurs de nature peptidique. Puisqu'ils sont délivrés aux terminaisons axonales du neurone et utilisés en eux pour améliorer ou affaiblir l'action de ses neurotransmetteurs sur d'autres neurones, le neurone en réponse aux signaux qu'il reçoit peut avoir un effet plus ou moins fort sur d'autres cellules nerveuses contrôlées par lui. Étant donné que l'effet modulateur des neuropeptides peut durer longtemps, l'effet d'un neurone sur d'autres cellules nerveuses peut également durer longtemps..

Ainsi, en raison de la capacité à intégrer divers signaux, un neurone peut y répondre subtilement avec une large gamme de réponses, lui permettant de s'adapter efficacement à la nature des signaux entrants et de les utiliser pour réguler les fonctions d'autres cellules.

Circuits neuronaux

Les neurones du SNC interagissent entre eux, formant une variété de synapses au site de contact. Les mousses neurales qui en résultent augmentent considérablement la fonctionnalité du système nerveux. Les circuits neuronaux les plus courants comprennent: les circuits neuronaux locaux, hiérarchiques, convergents et divergents avec une entrée (Fig.6).

Les circuits neuronaux locaux sont formés de deux neurones ou plus. Dans ce cas, l'un des neurones (1) donnera son axone collatéral au neurone (2), formant une synapse axosomatique sur son corps, et le second formera une synapse axonale sur le corps du premier neurone. Les réseaux de neurones locaux peuvent fonctionner comme des pièges dans lesquels les impulsions nerveuses peuvent circuler pendant longtemps dans un cercle formé de plusieurs neurones.

La possibilité d'une circulation prolongée de l'onde d'excitation autrefois générée (impulsion nerveuse) en raison de la transmission de la structure de l'anneau, démontrée expérimentalement par le professeur I.A. Vetokhin dans des expériences sur l'anneau nerveux des méduses.

La circulation circulaire des impulsions nerveuses le long des circuits neuronaux locaux a pour fonction de transformer le rythme des excitations, offre la possibilité d'une excitation prolongée des centres nerveux après la cessation de l'arrivée des signaux vers eux, et participe aux mécanismes de mémorisation des informations entrantes.

Les circuits locaux peuvent également effectuer une fonction de freinage. Un exemple en est l'inhibition inverse, qui est réalisée dans le circuit neuronal local le plus simple de la moelle épinière formé par un neurone moteur et une cellule de Renshaw.

Figure. 6. Les circuits neuronaux les plus simples du système nerveux central. Description dans le texte

Dans ce cas, l'excitation qui s'est produite dans le motoneurone se propage le long de la branche axonale, active la cellule Renshaw, qui inhibe le motoneurone.

Les chaînes convergentes sont formées par plusieurs neurones, sur l'un desquels (généralement efférents) des axones d'un certain nombre d'autres cellules convergent ou convergent. Ces chaînes sont répandues dans le système nerveux central. Par exemple, les axones de nombreux neurones des champs sensibles du cortex convergent vers les neurones pyramidaux du cortex moteur primaire. Des axones de milliers de neurones sensibles et intercalés de divers niveaux du système nerveux central convergent sur les motoneurones des cornes ventrales de la moelle épinière. Les chaînes convergentes jouent un rôle important dans l'intégration des signaux avec les neurones efférents et la coordination des processus physiologiques..

Les chaînes divergentes avec une entrée sont formées par un neurone avec un axone ramifié, dont chacune des branches forme une synapse avec une autre cellule nerveuse. Ces circuits remplissent les fonctions de transmission simultanée de signaux d'un neurone à de nombreux autres neurones. Cela est dû à la forte ramification (formation de plusieurs milliers de branches) de l'axone. Ces neurones se trouvent souvent dans les noyaux de la formation réticulaire du tronc cérébral. Ils assurent une augmentation rapide de l'excitabilité de nombreuses parties du cerveau et la mobilisation de ses réserves fonctionnelles.