เซลล์ประสาทหรือเซลล์ประสาทเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของระบบประสาท เป็นเซลล์ประสาทที่รับผิดชอบต่อความจริงที่ว่าเรารู้สึกเจ็บปวดเราสามารถอ่านข้อความนี้ได้ในขณะนี้หรือไม่และต้องขอบคุณที่พวกเขาขยับมือขาหรือส่วนอื่น ๆ ของร่างกายได้ ประสิทธิภาพของฟังก์ชั่นที่สำคัญอย่างยิ่งเช่นนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนและสรีรวิทยาของเซลล์ประสาท เซลล์ประสาทถูกสร้างขึ้นอย่างไรและมีหน้าที่อะไร?
สารบัญ
- เซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท): การพัฒนา
- เซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท): โครงสร้างทั่วไป
- เซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท): ประเภท
- เซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท): หน้าที่
- ศักยภาพในการพักผ่อนและการกระทำ - การส่งผ่านแรงกระตุ้น
- Depolarization และ hyperpolarisation
- ความดันโลหิตสูง - อาหาร
- โครงข่ายประสาท
เซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท) นอกเหนือจากเซลล์ glial เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของระบบประสาท โลกเริ่มเรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างที่ซับซ้อนและหน้าที่ของเซลล์ประสาทส่วนใหญ่หลังปี 1937 จากนั้น JZ Young จึงเสนอให้ทำงานเกี่ยวกับคุณสมบัติของเซลล์ประสาทในเซลล์ปลาหมึก (เนื่องจากมีขนาดใหญ่กว่าเซลล์ของมนุษย์มากการทดลองทั้งหมดจะดำเนินการอย่างแน่นอน) ง่ายกว่า)
ปัจจุบันเป็นไปได้ที่จะทำการวิจัยแม้กระทั่งในเซลล์ที่เล็กที่สุดของมนุษย์ แต่ในเวลานั้นแบบจำลองของสัตว์มีส่วนสำคัญในการค้นพบสรีรวิทยาของเซลล์ประสาท
เซลล์ประสาทเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของระบบประสาทและความซับซ้อนของระบบประสาทขึ้นอยู่กับจำนวนเซลล์เหล่านี้ในร่างกาย
ตัวอย่างเช่นไส้เดือนฝอยที่ทดสอบในห้องปฏิบัติการต่าง ๆ มีเซลล์ประสาทเพียง 300 เซลล์
แมลงวันผลไม้ที่รู้จักกันดีมีเซลล์ประสาทมากกว่าหนึ่งแสนเซลล์ ตัวเลขนี้ไม่ได้เป็นอะไรเลยหากคุณพิจารณาว่าคนเรามีเซลล์ประสาทจำนวนเท่าใด - คาดว่าในระบบประสาทของมนุษย์มีหลายพันล้านเซลล์
เซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท): การพัฒนา
กระบวนการสร้างเซลล์ประสาทเรียกว่า neurogenesis โดยทั่วไปในสิ่งมีชีวิตที่กำลังพัฒนา (โดยเฉพาะในช่วงชีวิตของมดลูก) เซลล์ประสาทเกิดขึ้นจากเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทและเซลล์ประสาทที่เกิดขึ้นโดยทั่วไปแล้วจะไม่ผ่านการแบ่งตัวของเซลล์อีกต่อไป
ในอดีตเชื่อกันว่าหลังจากการพัฒนาในมนุษย์ไม่มีเซลล์ประสาทใหม่เกิดขึ้นเลย ความเชื่อมั่นดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าโรคทั้งหมดที่นำไปสู่การสูญเสียเซลล์ประสาทเป็นอันตรายเพียงใด (เรากำลังพูดถึงที่นี่เกี่ยวกับโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทต่างๆ)
อย่างไรก็ตามปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าในบางภูมิภาคของสมองสามารถสร้างเซลล์ประสาทใหม่ได้แม้ในวัยผู้ใหญ่ - บริเวณดังกล่าวกลายเป็น ฮิปโปแคมปัสและกระเปาะรับกลิ่น
เซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท): โครงสร้างทั่วไป
เซลล์ประสาทสามารถแบ่งออกเป็นสามส่วน ได้แก่
- ร่างกายของเซลล์ประสาท (perikaryon)
- เดนไดรต์ (หลายอันโดยปกติจะมีส่วนยื่นเล็ก ๆ ยื่นออกมาจากเพอริคาริออน)
- แอกซอน (อวัยวะเดียวยาวยื่นออกมาจากร่างกายของเซลล์ประสาท)
ร่างกายของเซลล์ประสาทเช่นเดียวกับส่วนอื่น ๆ ถูกปกคลุมด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วยออร์แกเนลล์พื้นฐานของเซลล์เช่น:
- นิวเคลียสของเซลล์
- ไรโบโซม
- เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (มวลรวมของเรติคูลัมที่มีไรโบโซมกระจัดกระจายอยู่ภายในเรียกว่าเม็ดนิสเซล - เป็นลักษณะของเซลล์ประสาทและมีอยู่ในตัวเนื่องจากเซลล์ประสาทผลิตโปรตีนจำนวนมาก)
เดนไดรต์มีหน้าที่หลักในการรับข้อมูลที่ไหลไปยังเซลล์ประสาท มีไซแนปส์มากมายที่ปลายของพวกเขา อาจมีเดนไดรต์เพียงไม่กี่เซลล์ในเซลล์ประสาทหนึ่งเซลล์และอาจมีจำนวนมากจนในที่สุดพวกมันจะสร้างได้ถึง 90% ของพื้นผิวทั้งหมดของเซลล์ประสาทที่กำหนด
ในทางกลับกันแอกซอนเป็นโครงสร้างที่แตกต่างกันมาก เป็นอวัยวะเดียวที่ยื่นออกมาจากร่างกายของเซลล์ประสาท ความยาวของแอกซอนอาจแตกต่างกันมากเช่นเดียวกับที่บางอันมีขนาดเพียงไม่กี่มิลลิเมตรในร่างกายมนุษย์คุณจะพบแอกซอนที่มีความยาวมากกว่าหนึ่งเมตร
บทบาทของแอกซอนคือการส่งสัญญาณที่เดนไดรต์ได้รับไปยังเซลล์ประสาทอื่น ๆ บางชนิดหุ้มด้วยปลอกพิเศษเรียกว่าปลอกไมอีลินและช่วยให้ส่งกระแสประสาทได้เร็วขึ้นมาก
ร่างกายของเซลล์ประสาทสามารถพบได้ในโครงสร้างที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดของระบบประสาท: ส่วนใหญ่มีอยู่ในระบบประสาทส่วนกลางและในระบบประสาทส่วนปลาย - พวกมันยังอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า ปมประสาท. กลุ่มแอกซอนจากเซลล์ประสาทต่าง ๆ ซึ่งปกคลุมด้วยเยื่อที่เหมาะสมจะถูกเรียกว่าเส้นประสาท
เซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท): ประเภท
เซลล์ประสาทมีอย่างน้อยหลายส่วน เซลล์ประสาทสามารถแบ่งออกได้เช่นเนื่องจากโครงสร้างของมันซึ่งมีความแตกต่างดังต่อไปนี้:
- เซลล์ประสาท unipolar: ตั้งชื่อเพราะมีส่วนขยายเดียว
- เซลล์ประสาทสองขั้ว: เซลล์ประสาทที่มีแอกซอนหนึ่งอันและเดนไดรต์หนึ่งอัน
- เซลล์ประสาทหลายขั้ว: สิ่งเหล่านี้มีส่วนขยายมากกว่าสามอย่างขึ้นไป
การแบ่งเซลล์ประสาทอีกส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับความยาวของแอกซอน ในกรณีนี้รายการต่อไปนี้:
- เซลล์ประสาทการฉายภาพ: พวกมันมีแอกซอนที่ยาวมากซึ่งช่วยให้พวกมันส่งแรงกระตุ้นไปยังส่วนต่างๆของร่างกายได้แม้จะอยู่ห่างไกลจาก perikaryons มากก็ตาม
- เซลล์ประสาทที่มีแอกซอนสั้น: หน้าที่ของพวกมันคือการส่งสัญญาณกระตุ้นระหว่างเซลล์ประสาทที่อยู่ใกล้กับพวกมันเท่านั้น
อย่างไรก็ตามโดยปกติแล้วการแบ่งเซลล์ประสาทที่เหมาะสมที่สุดจะขึ้นอยู่กับการทำงานของเซลล์ในร่างกาย ในกรณีนี้เซลล์ประสาทมีสามประเภท:
- เซลล์ประสาทของมอเตอร์ (หรือที่เรียกว่าแรงเหวี่ยงหรือแรงเหวี่ยง): มีหน้าที่ส่งแรงกระตุ้นจากระบบประสาทส่วนกลางไปยังโครงสร้างบริหารเช่นไปยังกล้ามเนื้อและต่อม
- เซลล์ประสาทรับความรู้สึก (หรือที่เรียกว่า centripetal, afferents): พวกมันรับรู้สิ่งเร้าทางประสาทสัมผัสประเภทต่างๆรวมถึง ความร้อนสัมผัสหรือกลิ่นและส่งข้อมูลที่ได้รับไปยังโครงสร้างของระบบประสาทส่วนกลาง
- เซลล์ประสาทเชื่อมโยง (หรือที่เรียกว่าเซลล์ประสาทภายในเซลล์ประสาทตัวกลาง): เป็นตัวกลางระหว่างเซลล์ประสาทรับความรู้สึกและเซลล์ประสาทโดยทั่วไปบทบาทของพวกมันคือการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทต่างๆ
เซลล์ประสาทยังสามารถแบ่งออกได้เนื่องจากวิธีที่พวกมันหลั่งสารสื่อประสาท (สารเหล่านี้ซึ่งจะกล่าวถึงในภายหลัง - มีหน้าที่ในการส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาท)
ด้วยวิธีนี้เราสามารถแสดงรายการอื่น ๆ ได้:
- เซลล์ประสาท dopaminergic (หลั่งโดปามีน)
- เซลล์ประสาท cholinergic (ปล่อย acetylcholine)
- เซลล์ประสาท noradrenergic (หลั่ง norepinephrine)
- เซลล์ประสาท serotonergic (ปล่อย serotonin)
- เซลล์ประสาท GABAergic (ปล่อย GABA)
เซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท): หน้าที่
โดยพื้นฐานแล้วหน้าที่พื้นฐานของเซลล์ประสาทได้รับการกล่าวถึงก่อนหน้านี้: เซลล์เหล่านี้มีหน้าที่รับและส่งกระแสประสาท อย่างไรก็ตามมันไม่ได้เกิดขึ้นในฐานะโทรศัพท์คนหูหนวกที่เซลล์พูดคุยกัน แต่ผ่านกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งควรค่าแก่การมอง
การส่งผ่านแรงกระตุ้นระหว่างเซลล์ประสาทเป็นไปได้ด้วยการเชื่อมต่อที่เฉพาะเจาะจงระหว่างพวกมัน - ซินแนปส์ ไซแนปส์ในร่างกายมนุษย์มีสองประเภท: ไฟฟ้า (ซึ่งมีค่อนข้างน้อย) และสารเคมี (เด่นสิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่สารสื่อประสาทเกี่ยวข้อง)
ไซแนปส์มีสามส่วน:
- การยุติ presynaptic
- Synaptic แหว่ง
- การยุติโพสซินแนปติก
จุดสิ้นสุดของ presynaptic คือไซต์ที่สารสื่อประสาทถูกปล่อยออกมา - พวกมันไปที่ช่องว่างระหว่าง synaptic พวกเขาสามารถผูกกับตัวรับในเทอร์มินัลโพสต์ซินแนปติกได้ที่นั่น ในที่สุดหลังจากการกระตุ้นโดยสารสื่อประสาทการกระตุ้นอาจถูกกระตุ้นและในที่สุดก็มีการส่งข้อมูลจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง
ศักยภาพในการพักผ่อนและการกระทำ - การส่งผ่านแรงกระตุ้น
ศักยภาพในการพักผ่อนและการกระทำ - การส่งผ่านแรงกระตุ้น
นี่เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญถึงปรากฏการณ์อื่นที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ประสาทนั่นคือศักยภาพในการกระทำ
ในความเป็นจริงเมื่อมันถูกสร้างขึ้นมันจะเริ่มแพร่กระจายไปตามแอกซอนและมันอาจนำไปสู่การปลดปล่อยสารสื่อประสาทจากจุดสิ้นสุดซึ่งเป็นจุดสิ้นสุดของพรีซินแนปติก - เนื่องจากการกระตุ้นจะแพร่กระจายต่อไป
เซลล์ประสาทที่ไม่ส่งแรงกระตุ้นใด ๆ ในขณะนี้กล่าวคือค่อนข้างพักผ่อนมีสิ่งที่เรียกว่า ศักยภาพในการพักผ่อน - ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความเข้มข้นของไอออนบวกต่าง ๆ ระหว่างภายในเซลล์ประสาทและสภาพแวดล้อมภายนอก
สาเหตุหลักของความแตกต่างนี้คือโซเดียม (Na +) โพแทสเซียม (K +) และคลอไรด์ (Cl-) ไอออนบวก
โดยทั่วไปแล้วภายในเซลล์ประสาทจะมีประจุลบเมื่อเทียบกับภายนอก - เมื่อคลื่นกระตุ้นมาถึงมันสถานการณ์นี้จะเปลี่ยนไปและมันจะกลายเป็นประจุบวกมากขึ้น
เมื่อประจุภายในเซลล์ประสาทถึงค่าที่เรียกว่าขีด จำกัด ศักย์แรงกระตุ้นจะถูกกระตุ้น - แรงกระตุ้นจะถูก "ยิง" ตลอดความยาวทั้งหมดของแอกซอน
ควรเน้นย้ำที่นี่ว่าเซลล์ประสาทส่งแรงกระตุ้นประเภทเดียวกันเสมอไม่ว่าสิ่งกระตุ้นจะไปถึงแรงแค่ไหนพวกมันก็ตอบสนองด้วยแรงเดียวกันเสมอ (มีการกล่าวถึงว่าพวกมันส่งแรงกระตุ้นตามหลักการ "ทั้งหมดหรือไม่มีเลย" ).
Depolarization และ hyperpolarisation
มีการกล่าวถึงตลอดเวลาว่าเมื่อสารสื่อประสาทไปถึงเซลล์ประสาทผ่านทางซินแนปส์จะส่งผลให้เกิดการส่งกระแสประสาท อย่างไรก็ตามคำอธิบายดังกล่าวเพียงอย่างเดียวอาจเป็นเรื่องโกหก - สารสื่อประสาทสามารถแบ่งออกเป็นกระตุ้นและยับยั้งได้สองวิธี
สิ่งแรกเหล่านี้นำไปสู่การลดขั้วซึ่งส่งผลให้เกิดการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาท
อย่างไรก็ตามยังมีสารสื่อประสาทที่ยับยั้งซึ่ง - เมื่อไปถึงเซลล์ประสาท - นำไปสู่การเกิด hyperpolarization (เช่นการลดศักยภาพของเซลล์ประสาท) ซึ่งหมายความว่าเซลล์ประสาทมีความสามารถในการส่งผ่านแรงกระตุ้นน้อยลงมาก
ตรงกันข้ามกับลักษณะที่ปรากฏการยับยั้งเซลล์ประสาทเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง - ต้องขอบคุณที่การสร้างใหม่หรือ "ส่วนที่เหลือ" ของเซลล์ประสาทเป็นไปได้
โครงข่ายประสาท
เมื่อพูดถึงการทำงานของเซลล์ประสาทควรกล่าวถึงที่นี่ว่าไม่ใช่เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ที่มีความสำคัญ แต่เป็นเครือข่ายทั้งหมด ในร่างกายมนุษย์มีสิ่งที่เรียกว่าล้ำมากมาย โครงข่ายประสาท อาจรวมถึงเซลล์ประสาทรับความรู้สึกเซลล์ประสาทภายในและเซลล์ประสาทสั่งการ เพื่อแสดงให้เห็นถึงการทำงานของเครือข่ายดังกล่าวสามารถให้ตัวอย่างสถานการณ์: สัมผัสไส้เทียนด้วยมือโดยไม่ได้ตั้งใจ
ความจริงที่ว่าเราได้ทำไปแล้วนั้นได้รับการแจ้งจากเซลล์ประสาทรับความรู้สึกนั่นคือการได้รับสิ่งเร้าทางประสาทสัมผัสที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูง มันส่งข้อมูลเพิ่มเติม - โดยปกติจะทำด้วยความช่วยเหลือของอวัยวะภายในซึ่งข้อความเกี่ยวกับสิ่งกระตุ้นที่เป็นอันตรายไปถึงโครงสร้างของระบบประสาทส่วนกลาง มีการประมวลผลและสุดท้าย - ด้วยเซลล์ประสาทสั่งการ - สัญญาณถูกส่งจากกล้ามเนื้อที่เหมาะสมซึ่งนำไปสู่การที่เราถอนมือออกจากไส้ตะเกียงโดยสัญชาตญาณ
ตัวอย่างง่ายๆของเครือข่ายประสาทมีอธิบายไว้ที่นี่ แต่อาจแสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์มีความซับซ้อนเพียงใดและเหตุใดเซลล์ประสาทและการทำงานจึงมีความสำคัญต่อการทำงานของมนุษย์
แหล่งที่มา:
- Lodish H. et al., "ภาพรวมของโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์ประสาท," ชีววิทยาระดับโมเลกุลของเซลล์ พิมพ์ครั้งที่ 4 นิวยอร์ก 2543
- H. Krauss, P. Sosnowski (eds), พื้นฐานของสรีรวิทยาของมนุษย์, Wyd. มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์พอซนาน 2552 พอซนานหน้า 258-274
- โครงสร้างของสมอง
- ระบบประสาทส่วนปลาย
- ไขสันหลัง
