Какво е нервен импулс? дефиниция

Никой няма да спори, че най-голямото постижение на природата е човешкият мозък. Нервните импулси, движещи се по нервните влакна, са квинтесенцията на нашата същност. Работата на сърцето, стомаха, мускулите и духовния свят - всичко това е в ръцете на нервен импулс. Какво е нервен импулс, как възниква и къде изчезва, ще разгледаме в тази статия.

Неврон като структурна единица на системата

Еволюцията на нервната система на гръбначните животни и хората се е развила по пътя на появата на сложна информационна мрежа, чиито процеси се основават на реакции от химичен характер. Най-важният компонент на тази система са специализираните клетки на невроните. Те се състоят от тяло с ядро ​​и важни органели. От неврона се отклоняват процесите на два вида - няколко къси и разклонени дендрити и един дълъг аксон. Дендритите са приемници на сигнали от сензорни рецептори или други неврони, а аксонът предава сигнали в невронната мрежа. За да се разбере предаването на нервните импулси, е важно да знаете за миелиновата обвивка около аксона. Това са специфични клетки, те образуват обвивката на аксон, но не непрекъснат, но с прекъсвания (Ranvier waistlines).

Трансмембранен градиент

Всички живи клетки и по-специално неврони имат електрическа полярност, която произтича от работата на калиево-натриеви мембранни помпи. Вътрешната му повърхност има отрицателен заряд по отношение на външната. Появява се електрохимичен градиент, равен на нула, и се установява динамично равновесие. Потенциалът за почивка (потенциална разлика вътре и извън мембраната) е 70 mV.

Как се получава нервен импулс

Когато се прилага стимулът нервно влакно Мембранният потенциал на това място е рязко нарушен. При настъпването на началото на възбуждането пропускливостта на мембраната за калиеви йони се увеличава и те са склонни към клетката. За 0.001 секунди вътрешната повърхност на невронната мембрана е положително заредена. Това е нервният импулс - краткосрочно презареждане на неврон или потенциал за действие от 50-170 mV. Има така наречената вълна на потенциала за действие, който се разпространява по аксона, като поток от калиеви йони. Вълната деполяризира аксоновите секции и потенциалът за действие се движи с него.

Предаването в аксона е друг неврон

След достигането на края на аксона, става необходимо да се предава нервен импулс на един или повече аксони. И тук имаме нужда от различен механизъм, различен от вълната на потенциала за действие. Краят на аксона е синапса, мястото на контакт със синаптичната цепнатина и пресинаптичните аксонови торбички. Потенциал за действие в този случай активира освобождаването на невротрансмитери от пресинаптичните сакове в синаптичната цепка. Невротрансмитерите взаимодействат с мембраната на основните неврони, което ги кара да нарушават йонното равновесие. И историята на натриево-калиевата помпа се повтаря в друг неврон. След като завършат своята функция, невротрансмитерите или дифузират, или са заловени обратно в пресинаптичните сакове. В тази ситуация, въпросът за това какво е нервен импулс, отговорът е следният: предаването на възбуда чрез химически агенти (невротрансмитери).

Миелин и пулс

В укрепването миелинови обвивки, който, като разклонител, обвива аксон, йонният ток лесно се влива в средата и обратно. В същото време мембраната се дразни и се образува потенциала за действие. По този начин нервният импулс се движи по асон чрез скокове, което води до образуване на потенциала за действие само при пресичането на Ранвир. Този поток от потенциала на действие е това, което многократно увеличава скоростта на нервния импулс. Например, при дебели миелинизирани влакна скоростта на пулса достига стойности от 70-120 m / s, а при фини нервни влакна без миелинова обвивка скоростта на импулса е по-малка от 2 m / sec.

Галванопластика и нервен импулс

В полуликвидна колоидна протоплазма галваничният ток се пренася от атоми с електрически заряд (йони). Галваничният ток обаче не може да се разпространи на доста дълги разстояния, а нервният импулс може. Защо? Отговорът е прост. Когато вълната на потенциала на действие преминава през аксона, тя образува галванична клетка вътре в неврона. В нервите, както във всяка галванична клетка, има положителен полюс (външната страна на мембраната) и отрицателен полюс (вътрешната страна на мембраната). Всяко външно влияние нарушава баланса на тези полюси, пропускливостта на дадена област на мембраната се променя и в съседния участък се инициира промяна в пропускливостта. Всичко това, импулсът продължи по дължината на аксона. И началната част, от която започва възбудата, вече е възстановила целостта си, намира своя нулев градиент и е готова отново да стартира потенциала за действие в неврона.

Невронът не е просто диригент

Невроните са живи клетки и тяхната протоплазма е още по-сложна, отколкото в клетките на други тъкани. В допълнение към физическите процеси, свързани с инициирането и осъществяването на нервния импулс, в неврона се осъществяват сложни метаболитни процеси. Експериментално е установено, че когато невронният импулс преминава през неврон, температурата в него се покачва (макар и с милионна степен). И това означава само едно нещо: всички процеси на обмен в него се ускоряват и отиват по-интензивно.

Нервни импулси от същия тип

Основната характеристика на неврона е неговата способност да произвежда нервен импулс и бързо да го изпълни. Информацията за качеството и силата на стимулацията е кодирана в промените в честотата на преминаване на нервните импулси към невроните и от тях. Тази честота варира от 1 до 200 в секунда. Този код на честотите поема различни периоди от импулси, като ги комбинира в групи с различни числа и движения. Това е, което записва енцефалограмата - сложна пространствена и временна сума от мозъчни нервни импулси, ритмичната електрическа активност на мозъка.

Невронът избира

Какво кара неврона да "започне", да инициира появата на потенциала за действие - и днес въпросът е отворен. Например мозъчните неврони приемат посредници, изпратени от хиляди съседи, и изпращат хиляди импулси към нервните влакна. В неврона има процес на обработка на импулсите и вземане на решение - да се инициира потенциала за действие или не. Нервният импулс ще изчезне или ще бъде изпратен по-нататък. Какво прави невронът да направи този избор и как се взема решение? За този фундаментален избор почти не знаем, въпреки че той контролира дейността на нашия мозък.

Така че ние отговорихме на въпроса, какво е нервен импулс. Вие сте много изненадани, но цялата нервна тъкан в човешкото тяло тежи само над един килограм. Но в същото време това са милиарди неврони, тясно свързани в една система. Човечеството е научило толкова много за работата на невроните и цялата система, и в същото време почти не знаем нищо. Научихме азбуката, но засега едва ли можем да направим прости думи. Да се ​​надяваме, че във времето науката ще може да идентифицира тези модели, които ще дешифрират диалога на нашите мозъчни тръстове, което прави биологичния обект Хомо Сапиенс човек.