Нейрон
При воздействии окружающей среды на человека информация о ней поступает в мозг через рецепторы – нервные клетки, имеющие определенную сенсорную специализацию. В состоянии возбуждения рецептор посылает электрический сигнал в мозг промежуточным нервным клеткам – нейронам, которые представляют собой структурную единицу нервной системы организма. Нейроны обмениваются сигналами – электрохимическими импульсами. Нейрон имеет все обязательные для любой биологической клетки компоненты: ядро, рибосомы, митохондрии, лизосомы, аппарат Гольджи и др. (рис. 4.2). Нервная и психическая деятельность осуществляются посредством сложных взаимодействий между нейронами, которые имеют функциональную специализацию и специфику но отношению к соматическим клеткам. Нервно-психическая деятельность, по-видимому, представляет собой крайне сложную систему межнейронных связей, а также связей между нейронами с мышцами и железами тела. Конкретное ОГЛАВЛЕНИЕ нервно-психической деятельности определяется огромным количеством эволюционно заданных и основанных на индивидуальном опыте организма межнейронных связей и в настоящее время является загадкой, которую наука объяснить не может.
Тело нейрона состоит из цитоплазмы и ядра, которые снаружи защищены мембраной из двойного слоя липидов. Нейрон, как и любая другая клетка организма, имеет сложный цитоскелет, который обнаруживается как в теле нейрона, так и в его отростках. Цитоскелет поддерживает форму клетки, он представляет собой своеобразные рельсы, но которым движутся органеллы клетки, нейромедиаторы и другие компоненты нейрона.
Размеры нейрона в зависимости от специализации и места расположения в нервной системе колеблются от 3 до 130 мкм. Тело нейрона имеет отростки, которые обеспечивают его связь с другими клетками. Четко обнаруживаются отростки двух видов: аксон и дендриты. Нейрон имеет один аксон и много дендритов.
Аксон – это, как правило, очень длинный по сравнению с дендритами и телом клетки отросток. Его задачей является проведение сигнала от тела нейрона к телам других нейронов или органу, на который активный нейрон передает управляющий сигнал. Один нейрон может иметь связи с несколькими десятками тысяч других нейронов. Дендриты – короткие и разветвленные отростки, идущие от тела нейрона. Они подводят к нейрону тормозящие или возбуждающие его работу сигналы. Эти сигналы идут от синапсов – участков нервной ткани, где устанавливается контакт между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал клеткой. В синапсе частота и амплитуда сигнала может меняться, при этом одни синапсы вызывают деполяризацию, или возбуждение нейрона, другие – гиперполяризацию, т.е. торможение активности. Интересно, что для возбуждения одного нейрона часто требуется получение сигналов от нескольких возбуждающих синапсов.
Аксоны покрыты миелиновой (изолирующей) оболочкой. Дендриты такой оболочки не имеют. Пунктом генерации сигнала у большинства нейронов является так называемая триггерная зона – место, где аксон отходит от тела нейрона (аксонный холмик). Нейроны по своим морфологическим характеристикам очень разнообразны. Длина нейрона с отростками у человека может составлять от 150 мкм до 120 см.
Рис. 4.2. Строение нейрона
Выделяют как минимум три типа нейронов. Первые проводят нервные импульсы от рецепторов к центральной нервной системе; их называют сенсорными. Вторые проводят импульсы от центральной нервной системы к органам, обеспечивающим движение; их называют двигательными. Третьи обеспечивают взаимосвязь различных отделов нервной системы; их называют нейронами локальных сетей. Нейроны окружены глиальными клетками и микрососудами кровеносной системы. Механизм синаптической передачи импульса основан на особых химических реакциях. Миелиновые оболочки аксонов и медиаторы, которые находятся в синапсах, во многом определяют скорость и эффективность прохождения нервных импульсов, а значит, скорость и эффективность нервных процессов, психической деятельности мозга и всего организма в целом. Некоторыми нейропсихологами высказывалась точка зрения, в соответствии с которой неусидчивость детей и спокойствие взрослых во многом определяются тем, что миелиновые оболочки формируются не сразу после рождения, а в процессе роста организма. В этом случае нейронные сети детей аналогичны электрическим проводам с плохой изоляцией, которые постоянно замыкают и дают сбои.
Когда человек ощущает прикосновение, то это ощущение возникает в мозге, а не на коже. Так же возникают ощущения кислого, сладкого и пр. Однако и при отсутствии стимулов многие нейроны осуществляют спонтанную активность, таким образом, мозг активен даже тогда, когда не получает информацию от анализаторов. Регистрация активности отдельных нейронов с помощью специальной аппаратуры позволяет нейропсихологам сделать вывод о том, что основу кодирования информации в мозге составляет количество нервных импульсов в единицу времени, т.е. частота сигналов и паузы между ними. Чем выше величина стимула, тем чаще в единицу времени проявляют активность нейроны, при этом чем больше интенсивность стимула, тем больше вовлекается нейронов в обработку информации.
Качественные параметры стимула связаны также с формой электрического сигнала, поступающего в мозг. Именно так, по мнению некоторых ученых, ощущается тембр голоса другого человека или звучание музыкального инструмента. Если форма сигнала приближается к синусоиде, то тембр звука вызывает у человека приятные ощущения; если сигнал существенно отличается от синусоиды, то ощущение неприятно.