|
|
|
|
Зрозуміти, як передаються сигнали в нервовій системі, можна, вивчивши властивості кліток, створюючих головний мозок і інші частки нервової системи. Головні клітки центральної нервової системи - нейрони. Їх зовнішність різноманітна, але основні частки незмінні: тіло і багаточисельні розгалужені відростки двох типів. Відростки першого типа - це аксони (у крупних ссавців їх довжина перевищує 1 м), по яких збудження передається від одного нейрона до іншого, а відростки другого типа - багаточисельні, коротші дендриты, що контактують з аксонами інших нейронів. Унікальна особливість нейрона - здатність збуджуватися, тобто генерувати електричний імпульс і передавати збудження іншим нейронам, а також кліткам. При цьому збудження передається лише в одному направленні - від дендриту до аксона.
В процесі збудження основна роль належить мембрані, яка відокремлює цитоплазму клітки від навколишнього середовища і володіє виборчою проникністю, як і мембрани будь-яких кліток. Завдяки роботі іонних насосів, вбудованих в мембрану, концентрація іонів калія усередині клітки набагато вища, ніж поза нею, а іонів натрію, навпаки, менше, ніж зовні. Через це на мембрані клітки виникає електричний потенціал: цитоплазма заряджає негативно щодо навколишнього клітку середовища. Цей електричний потенціал приводить до того, що позитивно заряджені іони натрію спрямовуються в клітку, зменшуючи поляризацію мембрани. Її електричний потенціал міняється на позитивний, завдяки чому мембрана стає непроникною для натрієвих іонів. Потім, щоб потенціал мембрани повернувся в початковий достаток, клітка визволяється від позитивних іонів калія. Вони виходять через ту, що стала для них проникною мембрану нейрона, а нейрон зачинає готуватися до наступного акту збудження.
Збудження нейрона, що триває всього 0,001 секунд, покидає його тіло по аксону. Аксони окремих нейронів об'єднуються в пучки - нерви, а самі аксони в цих пучках називаються нервовими волокнами. Природа поклопоталася, щоб волокна якнайкраще проводили збудження. Аля цього вони, подібно до електричних дротів, покриті спеціальними ізоляційними чохлами, лише ізоляція аксонів не пластикова, а утворена мієліном - речовиною, на що 2/3 складаються з жиру. Мієліновий чохол має розриви через кожних 1,5 мм, що підвищує швидкість проходження імпульсу по аксону. Електричний імпульс, не затримуючись на ізольованих ділянках мембрани, відразу перескакує до місць розривів чохла. І так до тих пір, поки не досягне самого кінчика аксона, прилеглого до дендритам інших нейронів або до кліток тіла. Далі збудження передається іншим кліткам, не дивлячись на те що "електричний ланцюг" в цьому місці розірваний. Відросток нейрона - аксон - прямує до іншого нейрона і утворює на нім синапс (від греч. "синапс" - "контакт"). Один нейрон отримує такі контакти, як правило, від декількох тисяч інших нейронів. Сам синапс дуже малий (діаметр не більше 0,001 мм), але влаштований вельми складно. Його основна складова частина - бульбашки, що містять біологічно активну речовину, яка називається мелиатором, - передавачем.
Збудження (нервовий імпульс), що підійшло по аксону до синапсу, міняє потенціал на його мембрані, заставляючи її пропускати іони кальцію всередину синапсу. Потрапляючи в цитоплазму аксона, кальцій впливає на оболонки бульбашок, в яких зберігається медіатор. Бульбашки стискуються, виштовхуючи свій вміст в синаптическую щілину - простір, що відокремлює мембрану одного нейрона від мембрани іншого. Таким чином збудження нейрона в синапсі перетворюється з електричного імпульсу в хімічний. Кожне збудження нейрона супроводиться викидом в кінчику його аксона порції медіатора. Далі молекули цієї речовини зв'язуються із спеціальними білковими молекулами, які знаходяться на мембрані іншого нейрона, - рецепторами. Вони влаштовані так, що розпізнають і зв'язують лише один типа молекул. Молекули медіатора, що зайняли певні місця в молекулі рецептора, міняють властивості мембрани, дозволяючи їй пропускати в клітку іони натрію, а випускати з неї іони калія або хлора. Іншими словами, через мембрану протікає іонний струм, що змінює потенціал на мембрані дендриту "приймаючого" нейрона. Потім збудження тим же способом передається далі, до тіла нейрона.
На мембрані одного нейрона можуть одночасно знаходитися два сорти синапсів: збудливі і гальмівні. Коли спрацьовує збудливий синапс, потенціал мембрани зменшується, а передане збудження посилюється. Гальмівний синапс, спрацьовує, збільшує потенціал і зменшує збудження. Таким чином нейрон може збудитися або загальмуватися. Ці події розігруються на багаточисельних відростках нейрона - дендритах, де знаходиться до декількох тисяч збудливих і гальмівних синапсів. Роль синапсів в процесах, що відбуваються в мозку, дуже велика. Якщо їх нормальна робота порушується, це приводить до різноманітних захворювань - від м'язової слабкості до хронічного безсоння. Деякі учені і лікарки вважають, що подібні порушення можуть стати причиною важкої психічної хвороби - шизофренія. Тому всі фахівці, прагнучі осягнути таємниці роботи мозку, приділяють так багато уваги вивченню синапсів.
|
|
|
|
|
|
|