Как выглядит нейрон под микроскопом
Нейроны для «чайников»
Нейроны – особая группа клеток организма, распространяющих информацию по всему телу. Используя электрические и химические сигналы, они помогают мозгу координировать все жизненно необходимые функции.
Если упростить, задачи нервной системы – собрать сигналы, поступающие из окружающей среды или из организма, оценить ситуацию, принять решение, как на них отреагировать (например, изменить частоту сердечных сокращений), а также подумать о происходящем и запомнить это. Основной инструмент для выполнения этих задач – нейроны, сплетенные по всему организму сложной сетью.
По средним оценкам, количество нейронов в головном мозге составляет 86 миллиардов, каждый из них связан еще с 1000 нейронов. Это создает невероятную сеть взаимодействия. Нейрон – основная единица нервной системы.
Нейроны (нервные клетки) составляют около 10% мозга, остальное – глиальные клетки и астроциты, функция которых заключается в поддержании и питании нейронов.
Как выглядит нейрон?
В строении нейрона можно выделить три части:
· Тело нейрона (сома) – получает информацию. Содержит ядро клетки.
· Дендриты – короткие отростки, принимающие информацию от других нейронов.
· Аксон – длинный отросток, несет информацию от тела нейрона в другие клетки. Чаще всего аксон оканчивается синапсом (контактом) с дендритами других нейронов.
Схема строения нейрона (здесь и далее рисунки из Википедии).
Дендриты и аксоны называют нервными волокнами.
Аксоны сильно варьируют по длине, от нескольких миллиметров до метра и более. Самыми длинными являются аксоны спинномозговых ганглиев.
Классификацию нейронов можно провести по нескольким параметрам, например, по строению или выполняемой функции.
Типы нейронов в зависимости от функции:
· Эфферентные (двигательные) нейроны – несут информацию от центральной нервной системы (головного и спинного мозга) к клеткам других частей тела.
· Афферентные (чувствительные) нейроны – собирают информацию от всего организма и несут ее в центральную нервную систему.
· Вставочные нейроны – передают информацию между нейронами, чаще в пределах центральной нервной системы.
Как нейроны передают информацию?
Нейрон, получая информацию от других клеток, накапливает ее до тех пор, пока она не превысит определенный порог. После этого нейрон посылает по аксону электрический импульс – потенциал действия.
Потенциал действия формируется движением электрически заряженных частиц через мембрану аксона.
В состоянии покоя электрический заряд внутри нейрона отрицательный относительно окружающей его межклеточной жидкости. Эта разница называется мембранным потенциалом. Обычно он составляет 70 милливольт.
Когда тело нейрона получает достаточно заряда, и он «выстреливает», в соседнем участке аксона происходит деполяризация – мембранный потенциал быстро растет, а затем падает примерно за 1/1000 секунды. Этот процесс запускает деполяризацию соседнего участка аксона, и так далее, пока импульс не пройдет по всей длине аксона. После процесса деполяризации наступает гиперполяризация – кратковременное состояние отдыха, в этот момент передача импульса невозможна.
Потенциал действия чаще всего генерируют ионы калия (К+) и натрия (Na+), которые по ионным каналам перемещаются из межклеточной жидкости внутрь клетки и обратно, меняя заряд нейрона и делая его сначала положительным, а затем снижая его.
Потенциал действия обеспечивает работу клетки по принципу «все или ничего», то есть импульс или передается, или нет. Слабые сигналы будут накапливаться в теле нейрона до тех пор, пока их заряда не будет достаточно для передачи по отросткам.
Миелин
Миелинизированное волокно в сравнении с немиелинизированным.
Миелин вырабатывается шванновскими клетками на периферии и олигодендроцитами в центральной нервной системе. По ходу волокна миелиновая оболочка прерывается – это перехваты Ранвье. Потенциал действия перемещается от перехвата к перехвату, что обеспечивает быструю передачу импульса.
Такое распространенное и серьезное заболевание, как рассеянный склероз, вызвано разрушением миелиновой оболочки.
Как работают синапсы
Нейроны и ткани, которым они передают импульс, физически не соприкасаются, между клетками всегда существует пространство – синапс.
В зависимости от способа передачи информации, синапсы могут быть химическими и электрическими.
После того как сигнал, передвигаясь по отростку нейрона, достигает синапса, происходит высвобождение химических веществ – нейромедиаторов (нейротрансмиттеров) в пространство между двумя нейронами. Это пространство называют синаптической щелью.
Схема строения химического синапса.
Нейромедиатор из передающего (пресинаптического) нейрона, попадая в синаптическую щель, взаимодействует с рецепторами на мембране принимающего (постсинаптического) нейрона, запуская целую цепь процессов.
Виды химических синапсов:
· глютаматэргический – медиатором является глютаминовая кислота, обладает возбуждающим эффектом на синапс;
· ГАМК-эргический – медиатором является гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), обладает тормозящим эффектом на синапс;
· холинергический – медиатором является ацетилхолин, осуществляет нервно-мышечную передачу информации;
· адренергический – медиатором является адреналин.
Электрические синапсы встречаются реже, распространены в центральной нервной системе. Клетки сообщаются посредством особых белковых каналов. Пресинаптическая и постсинаптическая мембраны в электрических синапсах расположены близко друг к другу, поэтому импульс способен проходить непосредственно от клетки к клетке.
Скорость передачи импульса по электрическим синапсам гораздо выше, чем по химическим, поэтому они расположены преимущественно в тех отделах, где необходима быстрая реакция, например, отвечающих за защитные рефлексы.
Еще одно отличие двух типов синапсов в направлении передачи информации: если химические синапсы могут передавать импульс только в одном направлении, то электрические в этом смысле универсальны.
Заключение
Нейроны – это, пожалуй, самые необычные клетки организма. Каждое действие, которое осуществляет тело человека, обеспечивается работой нейронов. Сложная нейронная сеть формирует личность и сознание. Они отвечают как за самые примитивные рефлексы, так и за самые сложные процессы, связанные с мышлением.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Medical News Today: Neurons: The basics.
Читать статьи по темам:
Читать также:
Они восстанавливаются
Как нейробиологи-«революционеры» опровергали продержавшуюся 100 лет догму, гласившую, что нервные клетки не восстанавливаются.
Регенерация спинного мозга
Ткань, содержащая человеческие стволовые клетки, позволила парализованным крысам ходить и вернула чувство осязания конечностям.
Проспиртованные нейроны не восстанавливаются
Употребление алкоголя ведет не только к гибели уже существующих нервных клеток, но и к замедлению формирования новых.
Не спи за рулём!
Когда водитель утомлён, его внимание рассеивается, поскольку нейроны не реагируют на внешние стимулы так эффективно, как должны.
Фибриноген тормозит ремиелинизацию
Исследователи из Института Глэдстоун обнаружили интересную взаимосвязь восстановления миелина с белками плазмы крови.
Электронное СМИ зарегистрировано 12.03.2009
Свидетельство о регистрации Эл № ФС 77-35618
Мозги под микроскопом
Нервная система позволяет живому организму воспринимать окружающую информацию, принимать решения и доносить их до отдельных органов. Это своеобразный командный центр, работающий с невероятной скоростью. И в центре него – головной мозг. Именно он обрабатывает все входящие сигналы и отдает приказы. Конечно, процесс размышлений в микроскоп не увидишь, а вот клетки мозга разглядеть вполне даже можно. Где взять мозг, спросите вы? В наборе готовых микропрепаратов! Сразу предупреждаем, этот образец входит только в крупные наборы. Если вы не нашли подходящий, мозг человека под микроскопом можно увидеть на фото ниже.
 |
| Мозг человека под микроскопом, 400x |
Нейрон – клетка мозга. Круглые точки на фотографии – ее ядра. Между ними практически не видно границ, так как они плотно прилегают друг к другу. Помимо них на изображении можно рассмотреть и продольные нити – отростки нейронов, которые образуют нейронную сеть и отвечают за передачу информации. Изучать мозг под микроскопом можно уже на увеличении всего в несколько десятков раз. Эта мощность доступна любым биологическим микроскопам, даже детским.
В человеческом организме есть еще один важный элемент нервной системы – спинной мозг (под микроскопом он выглядит как на фото ниже). И, пожалуй, он больше впечатлит неподготовленного исследователя. Рассмотрим, что есть что.
 |
| Спинной мозг человека под микроскопом, 100x |
«Темная бабочка» в центре – это серое вещество. Именно здесь сосредоточены нервные клетки, которые отвечают за передачу информации. При этом сами информационные сигналы передаются по нервам – отросткам, которые отходят от бабочки в разные стороны. Они образуют белое вещество. Чтобы увидеть спинной мозг человека под микроскопом, достаточно вооружиться биологическим микроскопом и готовым микропрепаратом. Большое увеличение, как и при изучении головного мозга, не понадобится.
Человеческий организм – сложная и интересная биологическая машина. В нем много элементов, которые интересно изучать при помощи микроскопа. Рекомендуем обратить внимание на набор готовых микропрепаратов Levenhuk N80 NG «Увидеть все!», в который входит много образцов человеческих тканей. Благодаря ему вы сможете изучить кровеносную, покровную, двигательную и нервную системы, а также отдельные органы – желудок, легкие, селезенку и многие другие. Для наблюдений рекомендуем использовать биологические микроскопы. Хорошим выбором станут микроскопы Levenhuk, Bresser, Микромед. Пишите, звоните – наши консультанты с радостью помогут вам подобрать подходящую модель!
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Не голова, а компьютер
Что такое нейроинтерфейсы и что ждет их в будущем
Нейроинтерфейсы — технологии, позволяющие связать мозг и компьютер, — постепенно становятся рутиной: мы уже видели, как с помощью мысленных приказов человек может управлять протезом или набирать текст на компьютере. Означает ли это, что уже скоро станут реальностью обещания фантастов, писавших о полноценном чтении мыслей с помощью компьютера или даже о переносе человеческого сознания в вычислительную машину? Этой же теме — «Дополненная личность» — в 2019 году посвящен конкурс научно-фантастических рассказов «Будущее время», организованный благотворительным фондом «Система». Вместе с организаторами конкурса редакция N + 1 разбиралась, на что способны современные нейроинтерфейсы и сможем ли мы действительно создать полноценную связь мозг-компьютер. А помогал нам в этом Александр Каплан, основатель первой в России лаборатории интерфейсов в МГУ имени Ломоносова.
«Взломать» тело
У Нила Харбиссона врожденная ахроматопсия, лишившая его цветного зрения. Британец, решив обмануть природу, вживил себе специальную камеру, преобразующую цвет в звуковую информацию и отправляющую ее во внутреннее ухо. Нил считает себя первым официально признанным государством киборгом.
В 2012 году в США Эндрю Шварц из Питсбургского университета продемонстрировал парализованную 53-летнюю пациентку, которая при помощи имплантированных в мозг электродов посылала сигналы роботу. Она научилась управлять роботом настолько, что смогла сама подать себе плитку шоколада.
В 2016 году в той же лаборатории 28-летний пациент с тяжелой травмой позвоночника протянул управляемую от мозга искусственную руку навестившему его Бараку Обаме. Сенсоры на кисти позволили пациенту почувствовать рукопожатие 44-го президента США.
Современные биотехнологии дают возможность людям «взломать» ограничения своего тела, создавая симбиоз между человеческим мозгом и компьютером. Похоже, все идет к тому, что биоинженерия скоро станет частью повседневной жизни.
Что будет дальше? Философ и футурист Макс Мор, последователь идеи трансгуманизма, с конца прошлого столетия развивал идею перехода человека на новую ступень эволюции при помощи, помимо прочего, компьютерных технологий. В литературе и кинематографе последних двух столетий проскальзывает похожая игра футуристического воображения.
В мире научно-фантастического романа Уильяма Гиббсона «Нейромант», опубликованного в 1984 году, разработаны имплантаты, позволяющие их носителю подключаться к интернету, расширять интеллектуальные возможности и заново переживать воспоминания. Масамуне Сиро, автор экранизированной недавно в США культовой японской сай-фай манги «Призрак в доспехах», описывает будущее, в котором любой орган можно заменить на бионику, вплоть до полного переноса сознания в тело робота.
Как далеко смогут зайти нейроинтерфейсы в мире, где, с одной стороны, незнание множит фантазии, а с другой, фантазии зачастую оказываются провидением?
Разность потенциалов
25 макрофотографий, которые доказывают, что тело человека – это невероятная вселенная
25 макрофотографий, которые доказывают, что тело человека – это невероятная вселенная
Известно, что масштабы наблюдаемой Вселенной поражают – 46 млрд световых лет. А как насчет микромира? Он тоже удивляет, а его микроразмеры атомов, ядер, нейтронов, бозонов и виртуальных частиц также не укладываются в голове. Например, размер протона составляет 10 −15 м.
Мы собрали для вас 25 макрофотографий, сделанных учеными и другими специалистами с помощью электронного микроскопа, которые откроют вам удивительный микромир человеческого организма.
1. Ресница человека под микроскопом
СТИВ ГШМЕЙССНЕР / SPL / East News
Увеличение: х350
На фото – ресница на веке. На поверхности ресницы видны сквамозные клетки, которые отслаиваются от кожи и прилипают к волосу.
Ресницы – это волосы, растущие от век. Стоит отметить, что ресницы выполняют защитную роль для глаз, представляя собой сенсоры, предупреждающие о том, что рядом с глазами находится какой-то объект, в результате чего в целях безопасности глаз рефлекторно закрывается для того, чтобы защитить себя от попадания инородных тел.
2. Внутренняя поверхность радужки глаза и ресничных отростков глаза под увеличением
РИЧАРД КЕССЕЛЬ И ДР. ГЕН ШИХ / SPL / East News
3. Клетка крови на кончике иглы. Это эритроциты – часть клеток крови, которые переносят в организме кислород (из легких в ткани)
СТИВ ГШМЕЙССНЕР / SPL/ East News
Также эритроциты являются обратными переносчиками диоксида углерода из тканей после их поглощения кислорода. Диоксид углерода выходит через легкие, когда мы выдыхаем после цикла вдоха.
Обратите внимание на дисковидную двояковогнутую форму эритроцита, диаметр которого составляет от 7 до 10 мкм. Благодаря своей эластичности обеспечивается их беспрепятственное движение по капиллярам. За счет своих размеров (формы) эритроциты могут переносить больше кислорода и диоксида углерода, осуществляя в организме цикл газообмена.
4. Камень в почке под увеличением
СУСУМУ НИШИНАГА / SPL / East News
На фото можно увидеть поверхность камня в почке человека. Камни в почках, как правило, образуются в результате осадка минеральной соли оксалата кальция в моче. Из-за осаждения солей со временем образуются камни, которые могут причинять человеку боль (нередко сильную) и дискомфорт. В большинстве случаев камни выходят естественным путем. В некоторых случаях камни приходится удалять хирургическим путем. Иногда их дробят ультразвуком.
# галерея | А ваши нейроны так же красивы?
Когда Грег Данн получил степень доктора наук по неврологии в Пенне в 2011 году, он купил себе камеру сенсорной депривации в качестве подарка. Это такой бак, в который не попадают свет, звуки и запахи. Помещенный в раствор английской соли в баке, человек пребывает как бы состоянии невесомости. Так, новоиспеченный доктор перешел из мира науки в мире творчества и медитации.
Теперь он работает художником и живет в Филадельфии. Данн говорит, что когда он был студентом, его сильно вдохновила красота нейронов, работающие в качестве цветных пятен. Пятно Гольджи, например, представляет собой один-два черных нейрона на золотом фоне.
«В них воплощен тот самый дзен, который близок и мне», — говорит Данн.
Но не спешите записывать нейробиолога в помешавшиеся мистики.
То, что он однажды увидел под микроскопом, напомнило ему лаконичную элегантность папируса и другие формы азиатской живописи. Поэтому он начал рисовать нейроны в похожем стиле. Его собственные разработанные методы нанесения краски представляли собой выдувание капель чернил на поверхность. Чернила разливались так же, как растут нейроны, замечает Данн, влекомые случайными силами и обходящие микроскопические препятствия.
«Мне нравится концепция опираться на аналогичные силы, чтобы творить», — говорит художник.
Данн продал свои работы в исследовательские лаборатории и госпитали, и его картины, как говорит сам автор, пользуются успехом у неврологов, невропатологов и других людей, заинтересованных в изучении мозга, а также среди людей с нейродегенеративными заболеваниями.
«Думаю, глядя на изображения, люди начинают понимать суть вещей, которая их волнует».
Кстати, возможно, вам будет интересно почитать о десяти самых распространенных мифах о человеческом мозге.
Изображения в галерее созданы фантазией художника, но укреплены его знанием анатомии мозга.
«Одним из моих разочарований в аспирантуре была необходимость абсолютной приверженности к истине, принципам и фактам», — сетует Данн. — «Я вдохновляюсь анатомией, но не являюсь ее рабом».
Итак, на изображении выше:
Кора в металлической пастели
На этой картине изображается сечение моторной коры, области, которая участвует в планировании движений. Вам должен быть знаком этот знаменитый слой V-пирамидальных нейронов.
Золото, палладий, слюда, эмаль и краска на алюминиевой панели.
Мозжечок
Золото, краска и эмаль на алюминиевой панели.
Нейроны маки-е (蒔絵)
Золото и краска на алюминиевой панели.
Развивающаяся кора головного мозга
Золото, эмаль, металлический порошок и краска на алюминиевой панели.
Сетчатка
Чернила на шелковой парче.
Эмаль на композитном сусальном золоте.
Гиппокамп
Эмаль на композитном золоте и алюминиевом листе.
Клетки NG2+
Золото и краска на металлической панели.
Гипоталамус
Золото и краска на нержавеющей стали.
Пирамидальные клетки
Эмаль на композитном золотом листе.
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
Внимательно изучив данные компьютерной томографии и виртуальной реконструкции черепов древних представителей рода Homo, ученые пришли к выводу, что наши предки, возможно, были не такими смышлеными, как мы думали 🧠
Многие часто ловили себя на мысли, что в сложной ситуации из них сами собой вырываются слова, которые принято называть нецензурной лексикой. Кто-то ругается …
Более 2000 лет назад полумифический отец медицины Гиппократ из Кос озадачил мыслителей своего времени смелым заявлением о природе человеческого сознания. В о…