Нервная система

Нейроны. Клетки, входящие в состав нервной системы, которые могут передавать информацию в виде нервных импульсов, называются нейронами. Импульсы в нервной системе чем-то похожи на электрические импульсы, бегущие по проводам, но между ними есть несколько существенных различий.

Во- первых, в живом организме электрические процессы распространяются в жидкой, а не в твердой среде. Кроме того, проведение нервного импульса обеспечивается движением заряженных ионов через мембрану нервной клетки; при распространении импульса все новые участки мембраны становятся временно проницаемыми для ионов. Еще одно важное отличие состоит в том, что нейрон постоянно затрачивает энергию в форме АТФ на выведение по-

Рис. 23.7. Структура нейронов. Л. Короткоаксонный нейрон, тело которою расположено в середине аксона. Ь. Изображенный здесь нейрон передает импульсы от кожи в центральную нервную систему. Стрелка указывает направление проведения нервною импульса.
ступивших в него ионов. Таким образом, способность клетки передавать информацию постоянно восстанавливается.
В нейроне можно выделить тело клетки, в котором помещается ядро, и множество отростков, иногда очень длинных и тонких (рис. 23.7 и 23.8), различающихся по своей роли в передаче информации. Отростки, получающие информацию от других нейронов, называются дендритами, а отростки, передающие информацию следующим клеткам в цепи, носят название аксонов. Нейрон может иметь несколько тысяч дендритов, тогда как аксон всегда один, правда, он может разветвляться на большое число терминалей. Большинство клеточных тел нейронов лежит в центральной нервной системе. Самыми длинными аксонами обладают клетки, получающие информацию от периферических органов чувств и передающие ее в центральную нервную систему. Аксон такого нейрона может тянуться от тела клетки, расположенного вблизи спинного мозга, на расстояние около метра, например к пальцу на ноге. Отростки нейронов, целиком лежащих в центральной нервной системе, обычно короче, так как расстояния между клетками там меньше.
Прежде чем в нейроне возникнет нервный импульс, стимуляция его должна достигнуть определенного минимального, или порогового, значения. После того как пороговый уровень достиг нут, возникший нервный импульс распространяется по всей длине аксона. Все импульсы одного и того же нейрона имеют одинаковую величину и движутся с одинаковой скоростью. Считается, что импульс нервной клетки подчиняется закону «все или ничего»; об этом свидетельствуют наличие порога и постоянные параметры, характеризующие импульсы.
Нейрон может находиться только в двух состояниях; он либо «включен» (проводит импульс), либо «выключен» (не проводит импульса). Как же можно объяснить способность нервной системы воспринимать и обрабатывать сложную информацию, исходя из таких простых свойств ее структурных злемен- тов? Другими словами, если нейрон сетчатки может сообщить мозгу всего лишь такую информацию; «На мой фоторецептор падает свет» (или не сооб-

Рис.

23.8. Так выглядят нейроны, если их рассматривать с помощью светового микроскопа. Среди массы переплетенных дендритов и аксонов лежат два тела клетки. (Фото Carolina Biological Supply Company.)

щить ничего), как же мы, рассматривая какой-либо предмет, определяем его цвет, форму, фактуру, освещенность и перемещение?
Информация о величине стимула (например, о яркости света) может быть закодирована тремя основными способами: Частота. Чем сильнее стимул, тем выше будет частота импульсации нейрона, т.е. тем быстрее очередной импульс будет следовать за предыдущим. Слабый стимул вызовет всего несколько импульсов в секунду, тогда как сильный может вызвать гораздо больше (рис. 23.9, А). Длительность серии импульсов (разряда). Чем больше сила стимула, тем дольше продолжается вызванная им импульсация нейрона (рис. 23.9,Б). Количество разряжающихся нейронов. Чем сильнее стимул, тем больше клеток ответят на него импульсами. Допустим, что некоторое число нейронов характеризуется разными порогами разрядов. Тогда слабый стимул возбудит всего несколько клеток, а сильный превысит пороговое значение и, значит, вызовет ответ у большего числа нейронов (рис. 23.9, В).
Но мозг «узнает» не только об интенсивности стимулов. Система связей между нейронами (характер их контактов друг с другом) служит источником дополнительной информации. Например, некоторые клетки мозга получают импульсы только от определенных нейронов сетчатки: так мозг «узнает», под каким углом свет попадает в глаз. Более того, связи организованы таким образом, что некоторые нейроны разряжаются только в том случае, если стимул имеет определенную форму или размеры, либо движется в определенном направлении.
Импульсы нейронов зрительной системы ничем не отличаются от импульсов нервных клеток носа, кожи или уха. Мозг интерпретирует вход от нейронов сетчатки как свет, потому что он «знает», что эти нейроны связаны с фоторецепторами. Нейроны зрительной системы могут генерировать импульсы и по другим причинам, например при ударе по голове или при слабом нажатии пальцем на угол глаза. В таких случаях человек видит «искры», потому что мозг интерпретирует такое давление, как свет. (Тот факт, что при этом мы ощущаем и давление, свидетельствует о наличии в глазу рецепторов давления.)

<< | >>

Источник: Кемп П., Арме К.. Введение в биологию. 1988

Еще по теме Нервная система:

- Биология индивидуального развития - Для внеклассного чтения - История биологии - Книги по биологии - Научно-популярная биология - Теория эволюции - Физиология животных -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -