La capacidad de las células para responder a los estímulos del mundo exterior es el criterio principal de un organismo vivo. Los elementos estructurales del tejido nervioso, las neuronas de los mamíferos y los humanos, pueden transformar los estímulos (luz, olor, ondas de sonido) en el proceso de excitación. Su resultado final es una reacción adecuada del cuerpo en respuesta a diversas influencias ambientales. En este artículo, estudiaremos la función de las neuronas del cerebro y las partes periféricas del sistema nervioso, y también consideraremos la clasificación de las neuronas en relación con las peculiaridades de su funcionamiento en los organismos vivos.
Formación de tejido nervioso
Antes de estudiar las funciones de una neurona, veamos cómo se forman las células de los neurocitos. En la etapa de neurula, el tubo neural se coloca en el embrión. Se forma a partir del ectodermohoja con un engrosamiento - la placa neural. El extremo expandido del tubo luego formará cinco partes en forma de burbujas cerebrales. Forman partes del cerebro. La parte principal del tubo neural en el proceso de desarrollo embrionario forma la médula espinal, de la que parten 31 pares de nervios.
Las neuronas del cerebro se combinan para formar núcleos. De ellos emergen 12 pares de nervios craneales. En el cuerpo humano, el sistema nervioso se diferencia en la sección central: el cerebro y la médula espinal, que consisten en células de neurocitos y el tejido de soporte, neuroglia. La sección periférica consta de las partes somática y vegetativa. Sus terminaciones nerviosas inervan todos los órganos y tejidos del cuerpo.
Las neuronas son unidades estructurales del sistema nervioso
Tienen diferentes tamaños, formas y propiedades. Las funciones de una neurona son diversas: participación en la formación de arcos reflejos, percepción de irritación del ambiente externo, transmisión de la excitación resultante a otras células. Una neurona tiene varias ramas. El largo es un axón, los cortos se ramifican y se llaman dendritas.
Estudios citológicos han revelado en el cuerpo de una célula nerviosa un núcleo con uno o dos nucléolos, un retículo endoplásmico bien formado, muchas mitocondrias y un potente aparato de síntesis de proteínas. Está representado por ribosomas y moléculas de ARN y ARNm. Estas sustancias forman una estructura específica de neurocitos: la sustancia de Nissl. La peculiaridad de las células nerviosas: una gran cantidad de procesos contribuye al hecho de que la función principal de la neurona es la transmisión del nervio.impulsos Lo proporcionan tanto las dendritas como el axón. Los primeros perciben señales y las transmiten al cuerpo del neurocito, y el axón, el único proceso muy largo, conduce la excitación a otras células nerviosas. Continuando para encontrar la respuesta a la pregunta: ¿qué función realizan las neuronas, pasemos a la estructura de una sustancia como la neuroglia.
Estructuras del tejido nervioso
Los neurocitos están rodeados por una sustancia especial que tiene propiedades protectoras y de apoyo. También tiene una habilidad característica para dividirse. Esta conexión se llama neuroglia.
Esta estructura está en estrecha relación con las células nerviosas. Dado que las funciones principales de una neurona son la generación y conducción de impulsos nerviosos, las células gliales se ven influenciadas por el proceso de excitación y cambian sus características eléctricas. Además de las funciones tróficas y protectoras, la glía proporciona reacciones metabólicas en los neurocitos y contribuye a la plasticidad del tejido nervioso.
Mecanismo de conducción de la excitación en las neuronas
Cada célula nerviosa forma varios miles de contactos con otros neurocitos. Los impulsos eléctricos, que son la base de los procesos de excitación, se transmiten desde el cuerpo de la neurona a lo largo del axón, y entra en contacto con otros elementos estructurales del tejido nervioso o ingresa directamente al órgano de trabajo, por ejemplo, al músculo. Para establecer qué función realizan las neuronas, es necesario estudiar el mecanismo de transmisión de la excitación. Se lleva a cabo por los axones. En los nervios motores, están cubiertos por una vaina de mielina y se denominan pulposos. en el vegetativosistema nervioso son procesos amielínicos. A través de ellos, la excitación debe ingresar al neurocito vecino.
Qué es una sinapsis
El lugar donde se encuentran dos células se llama sinapsis. La transferencia de excitación en él ocurre con la ayuda de sustancias químicas, mediadores, o al pasar iones de una neurona a otra, es decir, mediante impulsos eléctricos.
Debido a la formación de sinapsis, las neuronas crean una estructura de malla de la parte del tallo del cerebro y la médula espinal. Se denomina formación reticular, parte de la parte inferior del bulbo raquídeo y capta los núcleos del tronco encefálico, o neuronas cerebrales. La estructura de malla mantiene el estado activo de la corteza cerebral y dirige los actos reflejos de la médula espinal.
Inteligencia artificial
La idea de las conexiones sinápticas entre las neuronas del sistema nervioso central y el estudio de las funciones de la información reticular está actualmente plasmada por la ciencia en forma de red neuronal artificial. En él, las salidas de una célula nerviosa artificial están conectadas a las entradas de otra mediante conexiones especiales que duplican las funciones de las sinapsis reales. La función de activación de una neurona de una neurocomputadora artificial es la suma de todas las señales de entrada que ingresan a la célula nerviosa artificial, convertidas en una función no lineal del componente lineal. También se le llama función de actuación (transferencia). A la hora de crear inteligencia artificial, las más utilizadas son las funciones de activación lineal, semilineal y paso a paso.neurona.
neurocitos aferentes
También se les llama sensibles y tienen procesos cortos que ingresan a las células de la piel y todos los órganos internos (receptores). Al percibir la irritación del ambiente externo, los receptores los transforman en el proceso de excitación. Según el tipo de estímulo, las terminaciones nerviosas se dividen en: termorreceptores, mecanorreceptores, nociceptores. Así, las funciones de una neurona sensitiva son la percepción de estímulos, su discriminación, la generación de excitación y su transmisión al sistema nervioso central. Las neuronas sensoriales entran en las astas dorsales de la médula espinal. Sus cuerpos están ubicados en nodos (ganglios) ubicados fuera del sistema nervioso central. Así es como se forman los ganglios de los nervios craneales y espinales. Las neuronas aferentes tienen un gran número de dendritas, junto con el axón y el cuerpo, son un componente esencial de todos los arcos reflejos. Por lo tanto, las funciones de una neurona sensible consisten tanto en la transferencia del proceso de excitación al cerebro y la médula espinal, como en la participación en la formación de reflejos.
Características de la interneurona
Continuando con el estudio de las propiedades de los elementos estructurales del tejido nervioso, averigüemos qué función realizan las interneuronas. Este tipo de células nerviosas recibe impulsos bioeléctricos del neurocito sensorial y los transmite:
a) otras interneuronas;
b) neurocitos motores.
La mayoría de las interneuronas tienen axones, cuyas secciones finales son terminales, conectados con neurocitos de un centro.
La neurona intercalar, cuyas funciones son la integración de la excitación y su distribución adicional a las partes del sistema nervioso central, es un componente esencial de la mayoría de los arcos nerviosos reflejos condicionados e incondicionados. Las interneuronas excitatorias promueven la transmisión de señales entre grupos funcionales de neurocitos. Las células nerviosas intercalares inhibitorias reciben excitación desde su propio centro a través de la retroalimentación. Esto contribuye al hecho de que la neurona intercalar, cuyas funciones son la transmisión y la conservación a largo plazo de los impulsos nerviosos, asegura la activación de los nervios espinales sensoriales.
Función de la neurona motora
La motoneurona es la unidad estructural final del arco reflejo. Tiene un cuerpo grande encerrado en los cuernos anteriores de la médula espinal. Aquellas células nerviosas que inervan los músculos esqueléticos tienen los nombres de estos elementos motores. Otros neurocitos eferentes ingresan a las células secretoras de las glándulas y provocan la liberación de sustancias apropiadas: secretos, hormonas. En los actos reflejos involuntarios, es decir, incondicionados (deglución, salivación, defecación), las neuronas eferentes parten de la médula espinal o del tronco encefálico. Para realizar acciones y movimientos complejos, el cuerpo utiliza dos tipos de neurocitos centrífugos: motores centrales y motores periféricos. El cuerpo de la neurona motora central se encuentra en la corteza cerebral, cerca del surco de Roland.
Los cuerpos de los neurocitos motores periféricos que inervan los músculos de las extremidades, el tronco, el cuello,ubicados en los cuernos anteriores de la médula espinal, y sus procesos largos, los axones, salen de las raíces anteriores. Forman fibras motoras de 31 pares de nervios espinales. Los neurocitos motores periféricos que inervan los músculos de la cara, la faringe, la laringe y la lengua se localizan en los núcleos de los nervios craneales vago, hipogloso y glosofaríngeo. Por lo tanto, la función principal de la neurona motora es la conducción sin obstáculos de la excitación a los músculos, las células secretoras y otros órganos de trabajo.
Metabolismo en neurocitos
Las funciones principales de una neurona, la formación de un potencial de acción bioeléctrico y su transmisión a otras células nerviosas, músculos, células secretoras, se deben a las características estructurales del neurocito, así como a reacciones metabólicas específicas. Los estudios citológicos han demostrado que las neuronas contienen una gran cantidad de mitocondrias que sintetizan moléculas de ATP, un retículo granular desarrollado con muchas partículas ribosomales. Sintetizan activamente proteínas celulares. La membrana de la célula nerviosa y sus procesos, el axón y las dendritas, realiza la función de transporte selectivo de moléculas e iones. Las reacciones metabólicas en los neurocitos proceden con la participación de varias enzimas y se caracterizan por una alta intensidad.
Transmisión de excitación en sinapsis
Considerando el mecanismo de conducción de la excitación en las neuronas, nos familiarizamos con las sinapsis, formaciones que ocurren en el punto de contacto de dos neurocitos. La excitación en la primera célula nerviosa provoca la formación de moléculas de sustancias químicas -mediadores- en las colaterales de su axón. Éstos incluyenaminoácidos, acetilcolina, norepinefrina. Liberado de las vesículas de las terminaciones sinópticas en la hendidura sinóptica, puede afectar tanto a su propia membrana postsináptica como a las capas de las neuronas vecinas.
Las moléculas neurotransmisoras sirven como irritantes para otra célula nerviosa, provocando cambios en las cargas de su membrana: un potencial de acción. Así, la excitación se propaga rápidamente a lo largo de las fibras nerviosas y alcanza las partes del sistema nervioso central o penetra en los músculos y glándulas, provocando su adecuada acción.
Plasticidad neuronal
Los científicos han descubierto que en el proceso de embriogénesis, es decir, en la etapa de neurulación, se desarrolla una gran cantidad de neuronas primarias a partir del ectodermo. Alrededor del 65% de ellos mueren antes del nacimiento de una persona. Durante la ontogénesis, algunas células cerebrales continúan eliminándose. Este es un proceso natural programado. Los neurocitos, a diferencia de las células epiteliales o conectivas, son incapaces de dividirse y regenerarse, ya que los genes responsables de estos procesos están inactivados en los cromosomas humanos. Sin embargo, el rendimiento cerebral y mental se puede mantener durante muchos años sin disminuir significativamente. Esto se explica por el hecho de que las funciones de la neurona, perdidas en el proceso de ontogénesis, son asumidas por otras células nerviosas. Tienen que aumentar su metabolismo y crear nuevas conexiones nerviosas adicionales que compensen las funciones perdidas. Este fenómeno se denomina plasticidad de los neurocitos.
Quéreflejado en las neuronas
A finales del siglo XX, un grupo de neurofisiólogos italianos estableció un hecho interesante: es posible un reflejo especular de la conciencia en las células nerviosas. Esto significa que en la corteza cerebral se está formando un fantasma de la conciencia de las personas con las que nos comunicamos. Las neuronas incluidas en el sistema de espejos actúan como resonadores de la actividad mental de las personas que nos rodean. Por lo tanto, una persona es capaz de predecir las intenciones del interlocutor. La estructura de tales neurocitos también proporciona un fenómeno psicológico especial llamado empatía. Se caracteriza por la capacidad de penetrar en el mundo de las emociones de otra persona y empatizar con sus sentimientos.
