Search

Text Color

Margin Size

Font Type

Enable Dyslexic Font

Home
Workbench
Книга: Вступ до психології
3: Мізки, тіла та поведінка
3.1: Нейрон є будівельним блоком нервової системи

3.1: Нейрон є будівельним блоком нервової системи

Last updated

May 24, 2022
Save as PDF
- 3: Мізки, тіла та поведінка
- 3.2: Наші мізки контролюють наші думки, почуття та поведінку

Anonymous
LibreTexts

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) $\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$

$\newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow$

$\newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow$

$\newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}}$

$\newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}}$

$\newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}}$

$\newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}}$

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\avec}{\mathbf a}$

$\newcommand{\bvec}{\mathbf b}$

$\newcommand{\cvec}{\mathbf c}$

$\newcommand{\dvec}{\mathbf d}$

$\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}$

$\newcommand{\evec}{\mathbf e}$

$\newcommand{\fvec}{\mathbf f}$

$\newcommand{\nvec}{\mathbf n}$

$\newcommand{\pvec}{\mathbf p}$

$\newcommand{\qvec}{\mathbf q}$

$\newcommand{\svec}{\mathbf s}$

$\newcommand{\tvec}{\mathbf t}$

$\newcommand{\uvec}{\mathbf u}$

$\newcommand{\vvec}{\mathbf v}$

$\newcommand{\wvec}{\mathbf w}$

$\newcommand{\xvec}{\mathbf x}$

$\newcommand{\yvec}{\mathbf y}$

$\newcommand{\zvec}{\mathbf z}$

$\newcommand{\rvec}{\mathbf r}$

$\newcommand{\mvec}{\mathbf m}$

$\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}$

$\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}$

$\newcommand{\real}{\mathbb R}$

$\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}$

$\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}$

$\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}$

$\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}$

$\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}$

$\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}$

$\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}$

$\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}$

$\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}$

$\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}$

$\newcommand{\bcal}{\cal B}$

$\newcommand{\ccal}{\cal C}$

$\newcommand{\scal}{\cal S}$

$\newcommand{\wcal}{\cal W}$

$\newcommand{\ecal}{\cal E}$

$\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}$

$\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}$

$\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}$

$\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}$

$\newcommand{\row}{\text{Row}}$

$\newcommand{\col}{\text{Col}}$

$\renewcommand{\row}{\text{Row}}$

$\newcommand{\nul}{\text{Nul}}$

$\newcommand{\var}{\text{Var}}$

$\newcommand{\corr}{\text{corr}}$

$\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}$

$\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}$

$\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}$

$\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}$

$\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}$

$\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}$

$\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}$

$\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}$

$\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}$

$\newcommand{\lt}{<}$

$\newcommand{\gt}{>}$

$\newcommand{\amp}{&}$

$\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}$

Цілі навчання

Опишіть будову і функції нейрона.
Намалюйте діаграму шляхів зв'язку всередині і між нейронами.
Перерахуйте три основні нейромедіатори і опишіть їх функції.

Нервова система складається з більш ніж 100 мільярдів клітин, відомих як нейрони. Нейрон - це клітина в нервовій системі, функція якої полягає в прийомі і передачі інформації. Як ви можете бачити на рисунку $\PageIndex{2}$ , нейрони складаються з трьох основних частин: клітинного тіла, або соми, яка містить ядро клітини і зберігає клітину живою; розгалужене деревоподібне волокно, відоме як дендрит, яке збирає інформацію з інших клітин і відправляє інформацію сома; і довгий, сегментований волокна, відомий як аксон, який передає інформацію від клітинного тіла до інших нейронів або до м'язів і залоз.

Деякі нейрони мають сотні або навіть тисячі дендритів, і ці дендрити можуть самі розгалужуватися, щоб дозволити клітині отримувати інформацію від тисяч інших клітин. Аксони також спеціалізовані, а деякі, такі як ті, які надсилають повідомлення від спинного мозку до м'язів рук або ніг, можуть бути дуже довгими - навіть до декількох футів в довжину. Щоб поліпшити швидкість їх зв'язку, і утримати їх електричні заряди від закорочення з іншими нейронами, аксони часто оточені мієлінової оболонкою. Мієлінова оболонка являє собою шар жирової тканини, що оточує аксон нейрона, який обидва діє як ізолятор і дозволяє швидше передавати електричний сигнал. Аксони розгалужуються до своїх кінців, а на кінчику кожної гілки розташовується клемна кнопка.

Ілюстрація $\PageIndex{3}$ : Нервова система, включаючи мозок, складається з мільярдів взаємопов'язаних нейронів. Ця велика взаємопов'язана павутина відповідає за все людське мислення, почуття і поведінку. MR McGill — нейрони, в пробірці кольору! — CC BY-NC 2.0

Нейрони спілкуватися за допомогою електроенергії та хімічних речовин

Нервова система діє за допомогою електрохімічного процесу. Електричний заряд рухається через сам нейрон і хімічні речовини використовуються для передачі інформації між нейронами. Усередині нейрона при прийомі сигналу дендритами він передається на сому у вигляді електричного сигналу, і, якщо сигнал досить сильний, то він може потім передаватися на аксон, а потім на клемні кнопки. Якщо сигнал досягає термінальних кнопок, вони сигналізують випромінювати хімічні речовини, відомі як нейротрансмітери, які спілкуються з іншими нейронами по просторах між клітинами, відомими як синапси.

Відео кліп: Електрохімічна дія нейрона. У цьому відео ролику показана модель електрохімічної дії нейрона і нейромедіаторів. https://youtu.be/TKG0MtH5crc

Електричний сигнал рухається по нейрону в результаті зміни електричного заряду аксона. У нормі аксон залишається в потенціалі спокою, стані, при якому внутрішня частина нейрона містить більшу кількість негативно заряджених іонів, ніж область поза клітиною. Коли сегмент аксона, який знаходиться найближче до тіла клітини, стимулюється електричним сигналом від дендритів, і якщо цей електричний сигнал досить сильний, що він проходить певний рівень або поріг, клітинна мембрана в цьому першому сегменті відкриває свої ворота, дозволяючи позитивно зарядитися іони натрію, які раніше залишалися для введення. Ця зміна електричного заряду, що виникає в нейроні при передачі нервового імпульсу , відома як потенціал дії. Як тільки потенціал дії виникає, кількість позитивних іонів перевищує кількість негативних іонів в цьому сегменті, і сегмент тимчасово стає позитивно зарядженим.

Як видно на рисунку $\PageIndex{4}$ , аксон сегментований рядом розривів між ковбасоподібними сегментами мієлінової оболонки. Кожен з цих проміжків є вузлом Ранв'є. Електричний заряд рухається вниз по аксону від сегмента до сегмента, в наборі невеликих стрибків, рухаючись від вузла до вузла. Коли потенціал дії виникає в першому сегменті аксона, він швидко створює аналогічну зміну в наступному сегменті, яке потім стимулює наступний сегмент, і так далі, як позитивний електричний імпульс триває весь шлях вниз до кінця аксона. Оскільки кожен новий сегмент стає позитивним, мембрана в попередньому сегменті знову закривається, і сегмент повертається до свого негативного потенціалу спокою. Таким чином потенціал дії передається по аксону, у напрямку до кнопок терміналу. Вся відповідь по довжині аксона дуже швидка - це може відбуватися до 1000 разів кожну секунду.

Малюнок $\PageIndex{4}$ : Мієлінова оболонка і вузли Ранв'є. Мієлінова оболонка обертається навколо аксона, але також залишає невеликі проміжки, звані вузлами Ранв'є. Потенціал дії стрибає від вузла до вузла, коли він рухається вниз по аксону.

Важливим аспектом потенціалу дії є те, що він діє абсолютно або нічого . Що це означає, що нейрон або запускається повністю, таким чином, що потенціал дії рухається весь шлях вниз по аксону, або він взагалі не стріляє. Таким чином, нейрони можуть забезпечити більше енергії нейронам вниз по лінії, стріляючи швидше, але не стріляючи сильніше. Крім того, нейрону запобігають повторну стрільбу наявністю тугоплавкого періоду- короткий час після випалу аксона, в якому аксон не може знову спалахнути, оскільки нейрон ще не повернувся до свого потенціалу спокою.

Нейротрансмітери: Хімічні посланці організму

Нейронні сигнали не тільки рухаються через електричні заряди всередині нейрона, але вони також подорожують через хімічну передачу між нейронами. Нейрони розділені ділянками з'єднання, відомими як синапси, області, де термінальні кнопки в кінці аксона одного нейрона майже, але не зовсім, торкайтеся дендритів іншого. Синапси забезпечують чудову функцію, оскільки вони дозволяють кожному аксону спілкуватися з багатьма дендритами в сусідніх клітинках. Оскільки нейрон може мати синаптичні зв'язки з тисячами інших нейронів, комунікаційні зв'язки між нейронами нервової системи дозволяють створити дуже складну систему зв'язку.

Коли електричний імпульс від потенціалу дії досягає кінця аксона, він сигналізує термінальним кнопкам про звільнення нейротрансмітерів в синапс. Нейромедіатор - це хімічна речовина, яка ретранслює сигнали через синапси між нейронами. Нейротрансмітери подорожують через синаптичний простір між кінцевою кнопкою одного нейрона і дендритами інших нейронів, де вони зв'язуються з дендритами в сусідніх нейронів. Крім того, різні клемні кнопки випускають різні нейротрансмітери, а різні дендрити особливо чутливі до різних нейромедіаторів. Дендрити допускають нейротрансмітери тільки в тому випадку, якщо вони мають правильну форму, щоб вписатися в сайти рецепторів на приймаючому нейроні. З цієї причини ділянки рецепторів і нейромедіатори часто порівнюють з замком і ключем (рис. $\PageIndex{5}$ ).

Ілюстрація $\PageIndex{5}$ : Синапс. Коли нервовий імпульс досягає кінцевої кнопки, він запускає викид нейромедіаторів в синапс. Нейротрансмітери укладаються в рецептори на приймальні дендрити на манер замку і ключа.

Коли нейротрансмітери приймаються рецепторами на приймаючі нейрони, їх вплив може бути або збудливим (тобто вони роблять клітку більш імовірною до пожежі) або гальмуючим (тобто вони роблять клітину менш імовірною до пожежі). Крім того, якщо приймаючий нейрон здатний прийняти більше одного нейромедіатора, то на нього будуть впливати збуджуючі та інгібуючі процеси кожного. Якщо збуджуючі ефекти нейромедіаторів більше гальмівних впливів нейромедіаторів, то нейрон переміщається ближче до свого порогу стрільби, а якщо він досягає порогу, починається потенціал дії і процес передачі інформації через нейрон.

Нейротрансмітери, які не приймаються сайтами рецепторів, повинні бути видалені з синапсу для того, щоб відбулася наступна потенційна стимуляція нейрона. Цей процес відбувається частково через руйнування нейромедіаторів ферментами, а частково через зворотну захоплення, процес, при якому нейротрансмітери, що знаходяться в синапсі, реабсорбуються в передавальні термінальні кнопки, готові знову бути звільнені після пожежі нейрона.

Більше 100 хімічних речовин, що виробляються в організмі, були ідентифіковані як нейромедіатори, і ці речовини мають широкий і глибокий вплив на емоції, пізнання та поведінку. Нейротрансмітери регулюють наш апетит, нашу пам'ять, наші емоції, а також нашу м'язову дію і рух. І як ви можете бачити в таблиці $\PageIndex{1}$ , деякі нейромедіатори також пов'язані з психологічними і фізичними захворюваннями.

Наркотики, які ми можемо приймати, або за медичними показаннями, або рекреаційно - можуть діяти як нейротрансмітери, щоб впливати на наші думки, почуття та поведінку. Агоніст - це препарат, який має хімічні властивості, подібні до конкретного нейромедіатора і, таким чином, імітує ефекти нейромедіатора. Коли агоніст потрапляє в організм, він зв'язується з сайтами рецепторів в дендритах, щоб збуджувати нейрон, діючи так, ніби більше нейромедіатора було присутнім. Як приклад, кокаїн є агоністом нейромедіатора дофаміну. Оскільки дофамін виробляє почуття задоволення, коли він виділяється нейронами, кокаїн створює подібні почуття, коли він потрапляє в організм. Антагоніст - це препарат, який зменшує або зупиняє нормальні ефекти нейромедіатора. При попаданні в організм антагоніста він зв'язується з ділянками рецепторів в дендриті, тим самим блокуючи нейромедіатор. Як приклад, отрута кураре є антагоністом нейромедіатора ацетилхоліну. Коли отрута потрапляє в мозок, він зв'язується з дендритами, припиняє зв'язок між нейронами, і зазвичай викликає смерть. Проте інші препарати працюють, блокуючи зворотне захоплення самого нейромедіатора - коли зворотне захоплення наркотиком зменшується, більше нейромедіатора залишається в синапсі, збільшуючи його дію.

Таблиця $\PageIndex{1}$ Основні нейромедіатори та їх функції
нейромедіатор	Опис і функції	Примітки
Ацетилхолін (Ач)	Поширений нейромедіатор, який використовується в спинному мозку і рухових нейронів для стимуляції м'язових скорочень. Він також використовується в мозку для регулювання пам'яті, сну та сновидіння.	Хвороба Альцгеймера пов'язана з недостатнім запасом ацетилхоліну. Нікотин є агоністом, який діє як ацетилхолін.
Допамін	Залучений до руху, мотивації та емоцій, Допамін виробляє почуття задоволення, коли виділяється системою винагороди мозку, і він також бере участь у навчанні.	Шизофренія пов'язана зі збільшенням дофаміну, тоді як хвороба Паркінсона пов'язана зі зменшенням дофаміну (і агоністи дофаміну можуть використовуватися для лікування).
Ендорфіни	Випускається у відповідь на поведінку, такі як енергійні фізичні вправи, оргазм та вживання гострої їжі.	Ендорфіни є природними знеболюючими засобами. Вони пов'язані з сполуками, знайденими в таких препаратах, як опій, морфін і героїн. Виділення ендорфінів створює високий бігун, який переживається після інтенсивних фізичних навантажень.
ГАМК (гамма-аміномасляна кислота)	Основний інгібуючий нейромедіатор в головному мозку.	Недолік ГАМК може привести до мимовільних рухових дій, включаючи тремор і судоми. Алкоголь стимулює вивільнення ГАМК, що пригнічує нервову систему і змушує нас відчувати себе п'яними. Низький рівень ГАМК може викликати тривогу, і агоністи ГАМК (транквілізатори) використовуються для зниження тривоги.
глутамат	Найбільш поширений нейромедіатор, він вивільняється в більш ніж 90% синапсів мозку. Глутамат міститься в харчовій добавці MSG (глутамат натрію).	Надлишок глутамату може викликати перестимуляцію, мігрені і судоми.
серотонін	Бере участь у багатьох функціях, включаючи настрій, апетит, сон і агресію.	Низький рівень серотоніну пов'язаний з депресією, а деякі препарати, призначені для лікування депресії (відомі як селективні інгібітори зворотного захоплення серотоніну або СІЗРС) служать для запобігання їх зворотного захоплення.

Ключові винос

Центральна нервова система (ЦНС) - це сукупність нейронів, що входять до складу головного і спинного мозку.
Периферична нервова система (PNS) - це сукупність нейронів, які пов'язують ЦНС з нашою шкірою, м'язами і залозами.
Нейрони - це спеціалізовані клітини, що знаходяться в нервовій системі, які передають інформацію. Нейрони містять дендрит, сому і аксон.
Деякі аксони покриті жировою речовиною, відомою як мієлінова оболонка, яка оточує аксон, виступаючи в якості ізолятора і дозволяє швидше передавати електричний сигнал
Дендрит - деревоподібне розширення, яке отримує інформацію від інших нейронів і передає електричну стимуляцію сомі.
Аксон - це подовжене волокно, яке передає інформацію з соми на клемні кнопки.
Нейротрансмітери ретранслюють інформацію хімічно від термінальних кнопок і поперек синапсів до приймальних дендритів за допомогою типу блокування і ключа системи.
Багато різних нейромедіаторів працюють разом, щоб впливати на пізнання, пам'ять та поведінку.
Агоністи - це препарати, що імітують дії нейромедіаторів, тоді як антагоністи - препарати, що блокують дію нейромедіаторів.

Вправи і критичне мислення

Намалюйте малюнок нейрона і позначте його основні частини.
Уявіть дію, яку ви займаєтеся щодня, і поясніть, як нейрони та нейротрансмітери можуть працювати разом, щоб допомогти вам взяти участь у цій дії.

Нейрони спілкуватися за допомогою електроенергії та хімічних речовин

Нейротрансмітери: Хімічні посланці організму

Ключові винос

Вправи і критичне мислення

Support Center

How can we help?