Вставочный нейрон: функции и роль в формировании нейронных сетей

Как правильно – ЭНМГ или ЭМГ?

И в завершении немного о путанице в терминологии. Часто встречаются два названия исследования: «электронейромиография» (т.е. ЭНМГ) и «электромиография» (ЭМГ). Как говорилось выше, есть стимуляционная электромиография и игольчатая. Именно игольчатую иногда называют «ЭМГ» или «электромиография», а стимуляционную – «электронейромиография» или «ЭНМГ». В конечном итоге, как таковой разницы нет, потому что именно сочетание стимуляционного и игольчатого методов позволяет всесторонне изучить патологический процесс. К тому же, если доктор направляет Вас на обследование, то правильнее было бы с его стороны либо указать, какие именно нервы и мышцы он хочет исследовать и с какой целью, либо (в том случае если врач, проводящий ЭНМГ – невролог) оставить определение необходимого объема обследования на усмотрение диагноста.

В двух частях этой статьи мы коротко ознакомились с функциональной диагностикой центральной и периферической нервной системы. Точнее, всего с двумя методами – вызванными потенциалами и электронейромиографией. Но, конечно, таких методов много больше – это и известная многим электроэнцефалография (ЭЭГ), и различные виды длительного мониторирования ЭЭГ, полисомнография, кардиореспираторный скрининг и многие другие. О них мы поговорим в другой раз.

Возбуждающий тип промежуточных нейронов

Вставочные нейроны делятся на два типа: возбуждающие и тормозные. При активации первых облегчается передача данных из одной нейронной группы в другую. Такую задачу выполняют именно «медленные» нейроны, которые имеют способность к длительной активации. Они передают сигналы на протяжении довольно длительного времени. Параллельно с этими действиями промежуточные нейроны активизируют и своих «быстрых» «коллег». Когда усиливается активность «медленных» нейронов, то уменьшается время реакции «быстрых». Одновременно с этим последние несколько замедляют работу «медленных».

Чем отличаются передние корешки от задних по строению и функции?

Каждый нерв отходит от спинного мозга двумя корешками —параспинномозговыми нервами. Они разные по функции.

Задний корешок:

— Чувствительный

— Образуется отростками чувствительных нейронов (псевдоуниполярные)

— Тела — в спинномозговых узлах, связанные с задним корешком.

Передний корешок:

— Двигательный

— Образуется аксонами двигательных нейронов передних рогов спинного мозга.

Так же, в составе передних корешков — отростки нейронов вегетативных ядер.

Передние корешки объединяются перед выходом через межпозвоночное отверстие и образуют ствол спинномозговых нервов (смешанные нервы).

Развитие

Закладка нервной ткани происходит на третьей неделе эмбрионального периода. В это время формируется пластинка. Из нее развиваются:

  • Олигодендроциты.
  • Астроциты.
  • Эпендимоциты.
  • Макроглия.

В ходе дальнейшего эмбриогенеза нервная пластинка превращается в трубку. Во внутреннем слое ее стенки располагаются стволовые вентрикулярные элементы. Они пролиферируют и отходят кнаружи. В этой области часть клеток продолжает делиться. В результате они разделяются на спонгиобласты (компоненты микроглии), глиобласты и нейробласты. Из последних формируются нервные клетки. В стенке трубки выделяется 3 слоя:

  • Внутренний (эпендимный).
  • Средний (плащевой).
  • Внешний (краевой) – представлен белым мозговым веществом.

На 20-24 неделе в краниальном сегменте трубки начинается образование пузырей, которые являются источником формирования головного мозга. Оставшиеся отделы служат для развития спинного мозга. От краев нервного желоба отходят клетки, участвующие в образовании гребня. Он располагается между эктодермой и трубкой. Из этих же клеток формируются ганглиозные пластинки, служащие основой для миелоцитов (пигментных кожных элементов), периферических нервных узлов, меланоцитов покрова, компонентов APUD-системы.

Классификация нейронов

Головной мозг человека насчитывает примерно 65 миллиардов нейронов, которые постоянно взаимодействуют между собой. Эти клетки подразделяются на несколько видов, каждый из которых выполняет свои особенные функции.

Чувствительный нейрон играет роль передатчика информации между органами чувств и центральными отделами человеческой нервной системы. Он воспринимает разнообразные раздражения, которые преобразовывает в нервные импульсы, а далее передает сигнал в головной мозг человека.

Двигательный – посылает импульсы в различные органы и ткани. В основном данный тип задействован в контроле над рефлексами спинного мозга.

За переработку и переключение импульсов отвечает вставочный нейрон. Функции данного типа клеток заключаются в получении и обработке информации от чувствительных и двигательных нейронов, между которыми они находятся. Более того, вставочные (или промежуточные) нейроны занимают 90 % центральной нервной системы человека, а также в больших количествах находятся во всех сферах головного и спинного мозга.

Сфера воздействия

Что определяет область влияния вставочного нейрона? В первую очередь его собственное строение. В основном у клеток данного типа имеются аксоны, синапсы которых оканчиваются на нейронах этого же центра, что обеспечивает их объединение. Некоторые промежуточные нейроны активируются другими, из иных центров, а затем доставляют информацию в свой нейронный центр. Такие действия усиливают воздействие сигнала, который повторяется в параллельных путях, тем самым удлиняя срок хранения информационных данных в центре. В результате место, куда был доставлен сигнал, увеличивает надежность влияния на исполнительную структуру. Иные вставочные нейроны могут получать активацию от соединений двигательных «братьев» из своего центра. Потом они становятся передатчиками информации назад в свой центр, чем создают обратные связи. Таким образом, вставочный нейрон играет важную роль в образование особых замкнутых сетей, которые продлевают срок хранения информации в нервном центре.

Как они работают

Функция чувствительного нейрона состоит в приеме сигнала от специальных рецепторов, расположенных на периферии организма, определении его характеристик. Импульсы воспринимаются периферическими отростками чувствительных нейронов, затем они передаются к их телу, а потом по центральным отросткам следуют непосредственно к ЦНС.

Дендриты сенсорных нейронов соединяются с различными рецепторами, а их аксоны – с остальными нейронами (вставочными). Для нервного импульса самым простым путем становится следующий – он должен пройти по трем нейронам: сенсорному, вставочному, моторному.

Самый типичный пример прохождения импульса – когда невропатолог стучит молоточком по коленному суставу. При этом моментально срабатывает простой рефлекс: коленное сухожилие после удара по нему приводит в движение мышцу, которая к нему прикреплена; чувствительные клетки от мышцы передают сигнал по чувствительным нейронам непосредственно в спинной мозг. Там сенсорные нейроны устанавливают контакт с двигательными, а те посылают импульсы обратно в мышцу, приводя ее в сокращение, нога при этом выпрямляется.

Чувствительные нейроны принимают участие в работе рефлекторной дуги. Она состоит из 5 элементов:

  1. Рецептор. Преобразует в нервный импульс раздражение.
  2. Импульс по нейрону следует от рецептора в ЦНС.
  3. Вставочный нейрон, который расположен в мозге, передает сигнал от нейрона чувствительного к исполнительному.
  4. По двигательному (исполнительному) нейрону основной импульс от мозга проводится к органу.
  5. Орган (исполнительный) – это мышца, железа и т.д. Он реагирует на полученный сигнал сокращением, выделением секрета и т.д.

Строение нейрона

Принципиально строение афферентного нейрона ничем не отличается от других клеток нервной системы. Он имеет две основные составляющие: тело и отростки. Отростки, в свою очередь, бывают двух видов:

  • дендриты — имеют относительно небольшую длину;
  • аксон — длинный отросток нейрона, всегда один на клетку.

Функция дендритов заключается в транспорте нервного импульса к телу нервной клетки. За счет этого информация из окружающей среды поступает в нервную систему. Также благодаря дендритам возможна коммуникация нейронов между собой.

Длинный отросток — аксон — несет информацию от тела клетки к другим частям организма. Таким образом информация распространяется за пределы нервной системы.

Тело афферентного нейрона имеет в своем составе несколько частей:

  • оболочку, состоящую из фосфолипидов и белков;
  • ядро с генетическим материалом;
  • комплекс Гольджи, который выполняет функцию упаковки углеводов;
  • эндоплазматический ретикулум, в котором происходит синтез белков;
  • митохондрии, в которых образуется энергия АТФ;
  • лизосомы, выполняющие функции «заглатывания» посторонних частичек.

Все эти элементы работают в комплексе и находятся в постоянном взаимодействии.

Эфферентные нейроны

Это нейроны, передающие информацию от нервного центра к исполнительным органам.

Пирамидные клетки двигательной зоны коры больших полушарий, посылающие импульсы к мотонейронам передних рогов спинного мозга.

Мотонейроны – аксоны выходят за пределы ЦНС и заканчиваются синапсом на эффекторных структурах.

Терминальная часть аксона ветвится, но есть ответвления и вначале аксона – аксонные коллатерали.

Место перехода тела мотонейрона в аксон – аксонный холмик – наиболее возбудимый участок. Здесь генерируется ПД, затем распространяется по аксону.

На теле нейрона огромное количество синапсов. Если синапс образован аксоном возбуждающего интернейрона, то при действии медиатора на постсинаптической мембране возникает деполяризация или ВПСП (возбуждающий постсинаптический потенциал).

Если синапс образован аксоном тормозной клетки, то при действии медиатора на постсинаптической мембране возникает гиперполяризация или ТПСП. Алгебраическая сумма ВПСП и ТПСП на теле нервной клетке проявляется в возникновении ПД в аксонном холмике.

Ритмическая активность мотонейронов в нормальных условиях 10 импульсов в секунду, но может возрастать в несколько раз.

Проведение возбуждения.

ПД распространяется за счет местных токов ионов, возникающих между возбужденным и невозбужденным участками мембраны.

Так как ПД генерируется без затрат энергии, то нерв обладает самой низкой утомляемостью.

Порядок взаимодействия

Рефлекторная регуляция функций организма в интерпретированной, упрощенной форме описана в учебнике биологии для 8-го класса. Вставочные, сенсорные и двигательные нейроны взаимосвязаны. Характер взаимодействия зависит от вида функций нервной системы. Примерный порядок взаимодействия в случае функций чувствительных нейронов, которые локализованы в области кожных покровов:

  1. Восприятие внешнего стимула нервным рецептором, расположенным в коже.
  2. Передача стимула сенсорными клетками к зонам головного мозга. Обычно сигнал проходит через 2 синапса (в спинном мозге и таламусе), затем попадает в сенсорную зону коры полушарий.
  3. Преобразование импульса в универсальную форму.
  4. Передача преобразованного импульса во все корковые отделы полушарий при помощи вставочных нейронов, которые находятся только в ЦНС.

Произвольные движения мышц осуществляются благодаря активности мотонейронов, находящихся в корковой двигательной зоне. Мотонейроны инициируют движение – сигнал поступает в скелетные мышцы по эфферентным волокнам. В то время как основные сигналы, отправленные мотонейронами, поступают к мышечной ткани, возбуждение распространяется на другие участки мозга, к примеру, на область оливы и мозжечка, где происходит тонкая настройка планирующегося действия.

Вставочные клетки играют роль посредников, обеспечивающих связь между эфферентными и афферентными нервными клетками.

Строение нейронов

Нейрон состоит из тела диаметром от 3 до 130 мкм. Тело содержит ядро (с большим количеством ядерных пор) и органеллы (в том числе сильно развитый шероховатый ЭПР с активными рибосомами, аппарат Гольджи), а также из отростков. Выделяют два вида отростков: дендриты и аксон. Нейрон имеет развитый цитоскелет, который проникает в его отростки. Цитоскелет поддерживает форму клетки, его нити служат «рельсами» для транспорта органелл и упакованных в мембранные пузырьки веществ (например, нейромедиаторов). Цитоскелет нейрона состоит из фибрилл разного диаметра: Микротрубочки (Д = 20—30 нм) — состоят из белка тубулина и тянутся от нейрона по аксону, вплоть до нервных окончаний. Нейрофиламенты (Д = 10 нм) — вместе с микротрубочками обеспечивают внутриклеточный транспорт веществ. Микрофиламенты (Д = 5 нм) — состоят из белков актина и миозина, особенно выражены в растущих нервных отростках и в нейроглии.(Нейроглия, или просто глия (от др.-греч. νεῦρον — волокно, нерв + γλία — клей), — совокупность вспомогательных клеток нервной ткани. Составляет около 40 % объёма ЦНС. Количество глиальных клеток в среднем в 10—50 раз больше, чем нейронов).

В теле нейрона выявляется развитый синтетический аппарат, гранулярная ЭПС нейрона окрашивается базофильно и известна под названием «тигроид». Тигроид проникает в начальные отделы дендритов, но располагается на заметном расстоянии от начала аксона, что служит гистологическим признаком аксона. Нейроны различаются по форме, числу отростков и функциям. В зависимости от функции выделяют чувствительные, эффекторные (двигательные, секреторные) и вставочные. Чувствительные нейроны воспринимают раздражения, преобразуют их в нервные импульсы и передают в мозг. Эффекторные (от лат. effectus — действие) — вырабатывают и посылают команды к рабочим органам. Вставочные — осуществляют связь между чувствительными и двигательными нейронами, участвуют в обработке информации и выработке команд.

Различается антероградный (от тела) и ретроградный (к телу) аксонный транспорт.

Аксоны и дендриты

Аксон — длинный отросток нейрона. Приспособлен для проведения возбуждения и информации от тела нейрона к нейрону или от нейрона к исполнительному органу. Дендриты — короткие и сильно разветвлённые отростки нейрона, служащие главным местом образования влияющих на нейрон возбуждающих и тормозных синапсов (разные нейроны имеют различное соотношение длины аксона и дендритов), и которые передают возбуждение к телу нейрона. Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон. Один нейрон может иметь связи со многими (до 20 тысяч) другими нейронами.

Дендриты делятся дихотомически, аксоны же дают коллатерали. В узлах ветвления обычно сосредоточены митохондрии.

Дендриты не имеют миелиновой оболочки, аксоны же могут её иметь. Местом генерации возбуждения у большинства нейронов является аксонный холмик — образование в месте отхождения аксона от тела. У всех нейронов эта зона называется триггерной.

Си́напс (греч. σύναψις, от συνάπτειν — обнимать, обхватывать, пожимать руку) — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал эффекторнойклеткой. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками, причём в ходе синаптической передачи амплитуда и частота сигнала могут регулироваться. Одни синапсы вызывают деполяризацию нейрона и являются возбуждающими, другие — гиперполяризацию и являются тормозными. Обычно для возбуждения нейрона необходимо раздражение от нескольких возбуждающих синапсов.

Термин был введён английским физиологом Чарльзом Шеррингтоном в 1897 г.

Особенности

Моторная афазия – повреждение головного мозга в зоне Брока, которая характеризуется необратимыми органическим изменением мозговой ткани с полной утратой в данной зоне её функциональной активности. Специалисты выделяют две основные клинически значимые формы моторной афазии: афферентная и эфферентная моторная афазия. При данном заболевании происходит нарушение синтетической деятельности головного мозга с выпадением речевой функции, совместно с её восприятием. При этом у больного отмечается отсутствие ситуативной речи, т.е. пациент не может поддержать диалог, так как попросту его не воспринимает.

Афферентная моторная афазия

Афферентная или кинестетическая афазия проявляется затруднением воспроизведения речи преимущественно из-за проблем в артикуляционном аппарате. Таким образом пациенты с афферентной моторной афазией не могут не могут связать собственную речь в цельное структурированное предложение.

Больные зачастую пытаются заменить слова, которые не могут произнести синонимами, что приводит к значительному замедлению произносимой речи

Обращает на себя внимание и трудность в произнесении согласных звуков

Эфферентная моторная афазия

Возникает в результате повреждения премоторных участков коры больших полушарий. Эфферентная моторная афазия проявляется буквально заклиниванием речи больного на конкретных звуках. Пациент не может изменить положение артикуляционного аппарата, что приводит к появлению больших временных пауз между произносимыми звуками. Речь становится телеграфной или штампованной.

Строение промежуточных нейронов

Вставочный нейрон состоит из тела, аксона и дендритов. Каждая часть имеет свои специфические функции и отвечает за определенное действие. В его теле содержатся все компоненты, из которых созданы клеточные структуры. Важная роль этой части нейрона заключается в генерировании нервных импульсов и выполнении трофической функции. Продолговатый отросток, который несет сигнал от тела клетки, называется аксоном. Он делится на два типа: миелиновый и безмиелиновый. На конце аксона находятся различные синапсы. Третья составляющая нейронов — дендриты. Они являются короткими отростками, которые разветвляются в разные стороны. Их функция заключается в доставке импульсов к телу нейрона, что обеспечивает связь между различными видами нейронов центральной нервной системы.

Функции нейронов

Какие функции есть у нервной ткани? Нервная система, наряду с эндокринной, осуществляет координацию деятельности всего организма. Каждый нейрон является частью цепи в координации того или иного физиологического (или же психического) процесса.Говоря вообще, основная функция нейрона заключается в получении и передаче информации. Это справедливо в отношении любой клетки рассматриваемой системы, ведь именно этим она и занимается — получает от одних клеток и передает другим информацию в форме нервных импульсов. Однако для различных нейронов выделяют и более специфические функции.Виды нейронов по функциям:

  • Афферентные (чувствительные): получают информацию непосредственно от рецепторов, осуществляя взаимодействие между внешним миром и нашей нервной системой.
  • Эфферентные (двигательные): отвечают за осуществление конкретных действий — сокращение мышцы, выделение секрета железой.

Ассоциативные (вставочные): это все “средние” нейроны в цепочке, их может не быть вовсе или быть несколько в одной рефлекторной дуге. Они сосредоточены в ЦНС, отвечают за обработку информации и, говоря грубо, принятие нервной системой решений о действии организма.


Рис. 3. Типы нейронов

Покровные ткани

Покровные ткани по-другому называются эпителиальными

Покровные ткани выстилают не только поверхности тела, но и полости внутренних органов. Так желудок, кишечник, ротовую полость, мочевой пузырь и др. изнутри выстилают покровные ткани.

В эпителиальных тканях почти нет межклеточного вещества. Их клетки плотно прилегают друг к другу и формируют от одного до нескольких слоев.

Основные функции эпителия — защита, выработка секрета, газообмен, всасывание, выделение.

выражается в предохранении более глубоких тканей животного от повреждения, перепадов температуры, попадания вредных микроорганизмов. Такую функцию выполняет кожа.

эпителия характерна для кишечника. Здесь питательные вещества с помощью ворсинок кишечника всасываются в кровь.

покровных тканей животного наблюдается в желудке, где его клетки выделяют слизь. Различные железы есть также в коже.

осуществляет эпителий легких, у некоторых животных в газообмене принимает участие также кожа.

выполняет эпителий органов выделения.

Такой ранимый, но очень важный

Этот мягкий орган прячется внутри позвоночного столба. Спинной мозг человека весит всего до 40 граммов, имеет длину до 45 сантиметров, а толщина его сравнима с мизинцем – всего 8 миллиметров в диаметре. И, тем не менее, это управляющий центр сложной сети нервных волокон, которая раскинулась по всему нашему телу. Без него не сможет выполнять свои функции опорно-двигательный аппарат и все жизненные органы нашего организма. Кроме позвонков спинной мозг защищают его оболочки. Наружная оболочка твердая, образована плотной соединительной тканью. В этой оболочке расположены кровеносные сосуды и нервы. А, кроме того, именно в ней наблюдается наивысшая концентрация болевых рецепторов в организме человека. А вот в самом мозге таких рецепторов нет. Вторая оболочка – паутинная, заполнена ликвором (спинномозговой жидкостью). Последняя оболочка – мягкая – плотно прилегает к мозгу, пронизана кровеносными и лимфатическими сосудами.

Классификация нейронов

Головной мозг человека насчитывает примерно 65 миллиардов нейронов, которые постоянно взаимодействуют между собой. Эти клетки подразделяются на несколько видов, каждый из которых выполняет свои особенные функции.

Чувствительный нейрон играет роль передатчика информации между органами чувств и центральными отделами человеческой нервной системы. Он воспринимает разнообразные раздражения, которые преобразовывает в нервные импульсы, а далее передает сигнал в головной мозг человека.

Двигательный — посылает импульсы в различные органы и ткани. В основном данный тип задействован в контроле над рефлексами спинного мозга.

За переработку и переключение импульсов отвечает вставочный нейрон. Функции данного типа клеток заключаются в получении и обработке информации от чувствительных и двигательных нейронов, между которыми они находятся. Более того, вставочные (или промежуточные) нейроны занимают 90 % центральной нервной системы человека, а также в больших количествах находятся во всех сферах головного и спинного мозга.

Вывод

Биология человеческого организма очень продумана и совершенна. Благодаря деятельности множества чувствительных нейронов мы можем взаимодействовать с этим удивительным миром, реагировать на него. Наш организм очень восприимчивый, развитие его рецепторов и чувствительных нервных клеток достигло высочайшего уровня. Благодаря такой продуманной организации ЦНС наши органы чувств могут воспринимать и передавать мельчайшие оттенки вкуса, запаха, тактильных ощущений, звука, цвета.

Нередко мы считаем, что главное в нашем сознании и деятельности организма – это кора и полушария мозга. При этом мы забываем, какие колоссальные возможности обеспечивает мозг спинной. Именно функционирование спинного мозга обеспечивает получение сигналов от всех рецепторов.

Трудно назвать предел этих возможностей. Наш организм очень пластичен. Чем больше человек развивается, тем больше возможностей предоставляется в его распоряжение. Такой простой принцип позволяет нам быстро приспособиться к изменениям окружающего мира.

Нейрон является специфической, электрически возбудимой клеткой в нервной системе человека и обладает уникальными особенностями. Его функции заключаются в обработке, хранении и передаче информации. Нейроны характеризуются сложным строением и узкой специализацией. Они также делятся на три вида. В этой статье подробно описывается вставочный нейрон и его роль в действии центральной нервной системы.

Вывод

Биология человеческого организма очень продумана и совершенна. Благодаря деятельности множества чувствительных нейронов мы можем взаимодействовать с этим удивительным миром, реагировать на него. Наш организм очень восприимчивый, развитие его рецепторов и чувствительных нервных клеток достигло высочайшего уровня. Благодаря такой продуманной организации ЦНС наши органы чувств могут воспринимать и передавать мельчайшие оттенки вкуса, запаха, тактильных ощущений, звука, цвета.

Нередко мы считаем, что главное в нашем сознании и деятельности организма – это кора и полушария мозга. При этом мы забываем, какие колоссальные возможности обеспечивает мозг спинной. Именно функционирование спинного мозга обеспечивает получение сигналов от всех рецепторов.

Трудно назвать предел этих возможностей. Наш организм очень пластичен. Чем больше человек развивается, тем больше возможностей предоставляется в его распоряжение. Такой простой принцип позволяет нам быстро приспособиться к изменениям окружающего мира.