Таємний світ нейрона
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Думка людська. Як, в ході яких процесів вона народжується? Як діють мільярди клітин в мозку? Робота мозку – одна з центральних проблем сучасної біології. Якими можливостями володіють дослідники для вивчення центральної нервової системи тварин і людини?
Якщо розглядати мозкову тканину в мікроскопі, погляду відкриваються виключно цікаві і гарні картини. Фантастичні непрохідні «зарості», химерне переплетення нервових клітин, – де вже тут намагатися знайти стрункий порядок або хоча б якусь систему!
Картина, повна витонченості і легкості, що нагадує японську акварель. Це – мозкова тканина, найтонший її зріз, який пройшов складну і тривалу обробку. Нервові клітини – нейрони і їх відростки – пофарбовані в різні відтінки синього кольору. Нескінченна складність мозку стає очевидною навіть при самому швидкому знайомстві з тим, як він виглядає при найближчому розгляді. І робиться зрозумілим, з якими труднощами стикаються вчені, які намагаються дізнатися, як же саме пов’язані один з одним клітини мозку, який сенс усіх цих хитросплетінь.
Основні принципи роботи нейронних ланцюгів встановлені, однак, досить точно. Найпростішим типом такого ланцюга є так звана двонейрона рефлекторна дуга, що «працює» при прояві всім відомого колінного рефлексу. Імпульси від чутливих закінчень в сухожиллях слідують по відросткам чутливого нейрона і потрапляють в руховий нейрон спинного мозку, який, в свою чергу, посилає команду в м’язи, – і нога ривком підкидається вгору.
Однак вже на дуже ранніх стадіях еволюції з’явилися так звані «вставні» нейрони, що вклинилися між чутливими і руховими. Вони сортують і як би «уточнюють» «сирий матеріал», що поставляється органами почуттів, і диригують поведінкою рухових нейронів, роблячи її більш тонкою і досконалою.
При ускладненні нервової системи в процесі еволюції вставні нейрони «організовувалися» в усе вищі «командні пункти», а найвищим досягненням їх організації є кора великих півкуль мозку людини. Будь-яка інформація, що отримується людиною від органів почуттів, будь то видовище сонячного заходу, акорди симфонії або зубний біль, піднімається, як по сходах, з одного рівня на інший, поки не потрапляє туди, де відбувається її остаточна переробка. Тут і формується відповідна реакція, команда про яку, часто також «по інстанціях», спускається вниз, до рухових нейронів…
На зображенні – нейрон людини. Його «добули» під час хірургічної операції на мозку, і це перший і напевно найбільш детальний портрет нервової клітини, схопленої «живцем».
Нейрони – найдрібніші осередки величезного і неймовірно складного мозкового механізму, «гранули» нашого інтелекту, і їм притаманні дивовижні риси будови і поведінки, яких немає ні в яких інших клітин. Від тіла нейрона, де знаходиться ядро і протікають процеси, що підтримують життя і роботу всієї клітини, подібно гілкам дерева, розходяться численні відростки-дендрити. Все більше і більше гілкуючись, вони йдуть досить далеко від тіла клітини, вступаючи в контакт з багатьма тисячами інших нейронів. Це своєрідні антени нейрона, за якими клітина збирає інформацію від собі подібних, що приходить у вигляді електричних імпульсів. Реагуючи на них, клітина або збуджується і в свою чергу дає у відповідь залп імпульсів, або, що не менш важливо, настає її гальмування.
Як ми вже сказали, нейрон отримує інформацію через дендрити, передає же її іншим клітинам за допомогою особливого відростка – аксона. Аксон йде від тіла клітини ще далі, ніж дендрити, і ближче до кінця дає численні розгалуження, які підходять або до дендрита і тілам інших нейронів, або до тих органів, куди мозок посилає свої команди – наприклад, до поперечно-смугастим волокнам довільної мускулатури.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.