Вставочные нейроны. Типы нейронов

Для чего они нужны? Почему их так много? Что собой представляет чувствительный нейрон? Какую функцию выполняют вставочные и исполнительные нейроны? Давайте познакомимся поближе с этими потрясающими клетками.

Функции

Ежесекундно через наш головной мозг проходит множество сигналов. Процесс не останавливается даже во сне. Организму нужно воспринимать окружающий мир, совершать движения, обеспечивать работу сердца, дыхательной, пищеварительной, мочеполовой системы и т.д. В организации всей этой деятельности участвуют две основные группы нейронов – чувствительные и двигательные.

Когда мы притрагиваемся к холодному или горячему и чувствуем температуру предмета – это заслуга именно чувствительных клеток. Они мгновенно передают полученную с периферии организма информацию. Так обеспечивается рефлекторная деятельность.

Нейроны формируют всю нашу ЦНС. Главные их задачи:

1. получить информацию;
2. передать ее по нервной системе.

Эти уникальные клетки способны мгновенно передавать электрические импульсы.

Чтобы обеспечить процесс жизнедеятельности, организм должен обрабатывать огромное количество информации, которая поступает к нему из окружающего мира, реагировать на любой признак изменения условий среды. Чтобы сделать этот процесс максимально эффективным, нейроны делятся по своим функциям на:

• Чувствительные (афферентные) – это наши проводники в окружающий мир. Именно они воспринимают информацию извне, от органов чувств, и передают их в ЦНС. Особенность в том, что благодаря их контактной деятельности, мы чувствуем температуру, боль, давление, имеем другие чувства. Чувствительные клетки узкой специализации осуществляют передачу вкуса, запаха.
• Двигательные (моторные, эфферентные, мотонейроны). Двигательные нейроны передают информацию через электрические импульсы от ЦНС к мышечным группам, железам.
• Промежуточные (ассоциативные, интеркалярные, вставочные). Теперь подробнее разберемся, какую функцию выполняют вставочные нейроны, для чего они вообще нужны, в чем их отличие. Они располагаются между чувствительными и двигательными нейронами. Вставочные нейроны передают нервные импульсы от чувствительных волокон к двигательным. Они обеспечивают «общение» между эфферентными и афферентными нервными клетками. К ним нужно относиться, как к своеобразным природным «удлинителям», длинным полостям, которые помогают транслировать сигнал от сенсорного нейрона к двигательному. Без их участия это было бы невозможно сделать. В этом и заключается их функция.

Сами рецепторы – это специально отведенные для данной функции клетки кожи, мышц, внутренних органов, суставов. Рецепторы могут начинаться еще в клетках эпидермиса, слизистой. Они умеют точно улавливать мельчайшие изменения, как снаружи организма, так и внутри него. Такие изменения могут быть физическими или химическими. Затем они молниеносно преображаются в специальные биоэлектрические импульсы и отправляются непосредственно к сенсорным нейронам. Так сигнал проходит путь от периферии к центру организма, где мозг расшифровывает его значение.

Импульсы от органа в мозг проводят все три группы нейронов – двигательные, чувствительные и промежуточные. Из этих групп клеток и состоит нервная система человека. Такое строение позволяет реагировать на сигналы из окружающего мира. Они обеспечивают рефлекторную деятельность организма.

Если человек перестает чувствовать вкус, запах, снижается слух, зрение, это может указывать на нарушения в ЦНС. В зависимости от того, какие органы чувств задеты, невропатолог может определить, в каком отделе мозга возникли проблемы.

1) Соматическая. Это сознательное управление мышцами скелета.

2) Вегетативная (автономная). Это неконтролируемое сознанием управление внутренними органами. Работа этой системы происходит, даже если человек находится в состоянии сна.

Сенсорные нейроны чаще всего униполярные. Это означает, что они снабжены лишь одним раздваивающимся отростком. Он выходит из тела клетки (сомы) и выполняет сразу функции и аксона, и дендрита. Аксон – это вход, а дендрит чувствительного нейрона – выход. После возбуждения чувствительных сенсорных клеток по аксону и дендриту проходит биоэлектрический сигнал.

Встречаются и биполярные нервные клетки, которые имеют соответственно два отростка. Их можно обнаружить, например, в сетчатке, структурах внутреннего уха.

Тело чувствительной клетки по своей форме напоминает веретено. От тела отходит 1, а чаще 2 отростка (центральный и периферический).

Периферический по своей форме очень напоминает толстую длинную палочку. Он достигает поверхности слизистой или кожи. Такой отросток похож на дендрит нервных клеток.

Второй, противоположный отросток, отходит от противоположной части тела клетки и по форме напоминает тонкую нить, покрытую вздутиями (их называют варикозности). Это аналог нервного отростка нейрона. Данный отросток направлен в определенный отдел ЦНС и так разветвляется.

Чувствительные клетки еще называют периферическими. Их особенность в том, что они непосредственно находятся за периферической нервной системой и ЦНС, но без них работа данных систем немыслима. Например, обонятельные клетки размещены в эпителии слизистой носа.

Как они работают

Функция чувствительного нейрона состоит в приеме сигнала от специальных рецепторов, расположенных на периферии организма, определении его характеристик. Импульсы воспринимаются периферическими отростками чувствительных нейронов, затем они передаются к их телу, а потом по центральным отросткам следуют непосредственно к ЦНС.

Дендриты сенсорных нейронов соединяются с различными рецепторами, а их аксоны – с остальными нейронами (вставочными). Для нервного импульса самым простым путем становится следующий – он должен пройти по трем нейронам: сенсорному, вставочному, моторному.

Самый типичный пример прохождения импульса – когда невропатолог стучит молоточком по коленному суставу. При этом моментально срабатывает простой рефлекс: коленное сухожилие после удара по нему приводит в движение мышцу, которая к нему прикреплена; чувствительные клетки от мышцы передают сигнал по чувствительным нейронам непосредственно в спинной мозг. Там сенсорные нейроны устанавливают контакт с двигательными, а те посылают импульсы обратно в мышцу, приводя ее в сокращение, нога при этом выпрямляется.

Кстати, в спинном мозге у каждого отдела (шейный, грудной, поясничный, крестцовый, копчиковый) находится сразу пара корешков: чувствительный задний, двигательный передний. Они образовывают единый ствол. Каждая из этих пар контролирует свою определенную часть тела и посылает центробежный сигнал, что делать дальше, как располагать конечность, туловище, что делать железе и т.д.

Чувствительные нейроны принимают участие в работе рефлекторной дуги. Она состоит из 5 элементов:

1. Рецептор. Преобразует в нервный импульс раздражение.
2. Импульс по нейрону следует от рецептора в ЦНС.
3. Вставочный нейрон, который расположен в мозге, передает сигнал от нейрона чувствительного к исполнительному.
4. По двигательному (исполнительному) нейрону основной импульс от мозга проводится к органу.
5. Орган (исполнительный) – это мышца, железа и т.д. Он реагирует на полученный сигнал сокращением, выделением секрета и т.д.

Вывод

Биология человеческого организма очень продумана и совершенна. Благодаря деятельности множества чувствительных нейронов мы можем взаимодействовать с этим удивительным миром, реагировать на него. Наш организм очень восприимчивый, развитие его рецепторов и чувствительных нервных клеток достигло высочайшего уровня. Благодаря такой продуманной организации ЦНС наши органы чувств могут воспринимать и передавать мельчайшие оттенки вкуса, запаха, тактильных ощущений, звука, цвета.

Нередко мы считаем, что главное в нашем сознании и деятельности организма – это кора и полушария мозга. При этом мы забываем, какие колоссальные возможности обеспечивает мозг спинной. Именно функционирование спинного мозга обеспечивает получение сигналов от всех рецепторов.

Трудно назвать предел этих возможностей. Наш организм очень пластичен. Чем больше человек развивается, тем больше возможностей предоставляется в его распоряжение. Такой простой принцип позволяет нам быстро приспособиться к изменениям окружающего мира.

Составляют 90% всех нейронов. Отростки не покидают пределов ЦНС, но обеспечивают многочисленные связи по горизонтали и вертикали.

Особенность: могут генерировать потенциал действия с частотой 1000 в сек. Причина - короткая фаза следовой гиперполяризации.

Вставочные нейроны осуществляют обработку информации; осуществляют связь между эфферентными и афферентными нейронами. Делятся на возбуждающие и тормозные.

Эфферентные нейроны .

Это нейроны, передающие информацию от нервного центра к исполнительным органам.

Пирамидные клетки двигательной зоны коры больших полушарий, посылающие импульсы к мотонейронам передних рогов спинного мозга.

Мотонейроны – аксоны выходят за пределы ЦНС и заканчиваются синапсом на эффекторных структурах.

Терминальная часть аксона ветвится, но есть ответвления и вначале аксона – аксонные коллатерали. Место перехода тела мотонейрона в аксон – аксонный холмик – наиболее возбудимый участок. Здесь генерируется ПД, затем распространяется по аксону.

На теле нейрона огромное количество синапсов. Если синапс образован аксоном возбуждающего интернейрона, то при действии медиатора на постсинаптической мембране возникает деполяризация или ВПСП (возбуждающий постсинаптический потенциал). Если синапс образован аксоном тормозной клетки, то при действии медиатора на постсинаптической мембране возникает гиперполяризация или ТПСП. Алгебраическая сумма ВПСП и ТПСП на теле нервной клетке проявляется в возникновении ПД в аксонном холмике.

Ритмическая активность мотонейронов в нормальных условиях 10 импульсов в секунду, но может возрастать в несколько раз.

Проведение возбуждения.

ПД распространяется за счет местных токов ионов, возникающих между возбужденным и невозбужденным участками мембраны. Так как ПД генерируется без затрат энергии, то нерв обладает самой низкой утомляемостью.

Объединения нейронов .

Существуют разные термины, обозначающие объединения нейронов.

Нервный центр – комплекс нейронов в одном или разных местах ЦНС (например, дыхательный центр).

Нейронные цепи – последовательно соединенные нейроны, выполняющие определенную задачу (с этой точки зрения рефлекторная дуга – тоже нейронные цепи).

Нейронные сети – более обширное понятие, т.к. помимо последовательных цепей имеются параллельные цепи нейронов, а также связи между ними. Нейронные сети – это структуры, выполняющие сложные задачи (например, задачи по обработке информации).

НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

	|	следующая лекция ==>

Соединяющий нейрон, который находится между сенсорным (афферентным) и моторными (эфферентным) нейронами. Находится в центральной нервной системе. Также называется промежуточный нейрон, и в более старых текстах – ассоциативный нейрон.

Смотреть значение Вставочный Нейрон в других словарях

Вставочный Прил. — 1. Предназначенный для вставки, вставления.
Толковый словарь Ефремовой

Нейрон М. — 1. То же, что: неврон.
Толковый словарь Ефремовой

Вставочный — (шн), вставочная, вставочное. Прил. к вставка.
Толковый словарь Ушакова

Нейрон — нейрона, м. (греч. neuron - волокно, нерв) (анат.). Нервная клетка.
Толковый словарь Ушакова

Нейрон — -а; м. [от греч. neuron - нерв] Спец. Нервная клетка со всеми отходящими от неё отростками.
Толковый словарь Кузнецова

Вставочный Диск — (discus intercalatus, LNH) общее название микроскопических структур в месте контакта смежных мышечных клеток миокарда, обеспечивающих их соединение в мышечные комплексы и передачу........
Большой медицинский словарь

Двигательный Нейрон — , нервная клетка, проводящая информацию на ЭФФЕКТОРЫ (обычно мышцы), от ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ (ЦНС), таким образом вызывая соответствующую реакцию. Аксоны (отростки,........

Нейрон — (нервная клетка), основная структурная и функциональная единица НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ, осуществляющая быструю передачу НЕРВНЫХ ИМПУЛЬСОВ между различными органами. Состоит........
Научно-технический энциклопедический словарь

Сенсорный Нейрон — (чувствительный нейрон), нервная клетка, проводящая информацию от РЕЦЕПТОРОВ в любой части тела к ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ (ЦНС). Их нервные окончания находятся в........
Научно-технический энциклопедический словарь

Нейрон — (neuronum, neurocytus, LNH; греч. neuron жила, нерв; син.: клетка нервная, невроцит, нейроцит) клетка, способная воспринимать раздражение, приходить в состояние возбуждения, вырабатывать........
Большой медицинский словарь

Нейрон Амакриновый — (n. amacrinum, LNH) Н., расположенный во внутреннем зернистом слое сетчатки и обеспечивающий связь между нейронами этого слоя.
Большой медицинский словарь

Нейрон Ассоциативный — см. Нейрон вставочный.
Большой медицинский словарь

Нейрон Афферентный — (n. afferens, n. sensorium: син.: Н. рецепторный, Н. сенсорный, Н. чувствительный) Н., осуществляющий восприятие и передачу возбуждения от рецепторов к другим Н. центральной нервной системы.
Большой медицинский словарь

Нейрон Биполярный — (n. bipolare, LNH) Н., имеющий два отростка - аксон и дендрит.
Большой медицинский словарь

Нейрон Вегетативный — общее название Н., входящих в состав ганглиев, сплетений и нервов вегетативной нервной системы.
Большой медицинский словарь

Нейрон Веретеновидный — (n. fusiforme, LNH) мультиполярный вставочный Н. вытянутой формы, встречающийся в молекулярной пластинке коры полушарий большого мозга.
Большой медицинский словарь

Нейрон Веретеновидный Горизонтальный — (n. fusiforme horizontale, LNH) мультиполярный Н. вытянутой формы, встречающийся преимущественно между слоем грушевидных нейронов и зернистым слоем коры мозжечка.
Большой медицинский словарь

Нейрон Внутренний — (n. internum, LNH) Н. внутренних отделов переднего рога спинного мозга, аксон которого переходит через белую спайку на противоположную половину спинного мозга.
Большой медицинский словарь

Нейрон Вставочный — (n. intercalatum; син.: Н. ассоциативный, Н. промежуточный) Н., участвующий в передаче возбуждения от афферентных Н. к эфферентным.
Большой медицинский словарь

Нейрон Входной — формальный нейрон, выполняющий в конкретной системе нейронов (нейронной сети) функцию входа, т. е. воспринимающий сигналы только от внешней для данной системы среды.
Большой медицинский словарь

Нейрон Гигантопирамидальный — (n. gigantopyramidale, LNH; син.: Беца клетка, клетка пирамидная гигантская) крупный пирамидальный Н. внутренней пирамидальной пластинки коры большого мозга; аксоны Н. г. образуют........
Большой медицинский словарь

Нейрон Горизонтальный — (n. horizomale, LNH) 1) Н. внутреннего зернистого слоя сетчатки глаза, отростки которого контактируют с центральными окончаниями фоторецепторных клеток, осуществляя перераспределение........
Большой медицинский словарь

Нейрон Грушевидный — (n. piriforme, LNH; син. Пуркинье клетка) эфферентный Н. коры мозжечка, расположенный в ее ганглионарном слое и имеющий грушевидную форму.
Большой медицинский словарь

Нейрон Двигательный — см. Мотонейрон.
Большой медицинский словарь

Нейрон Длинноаксонный — (n. longiaxonicum, LNH; син. Догеля клетка I типа) мультиполярный вегетативный Н., аксон которого передает импульсы к гладкой или сердечной мышечной ткани.
Большой медицинский словарь

Нейрон Звездчатый — (n. stellatum, LNH) вставочный Н. звездчатой формы.
Большой медицинский словарь

Нейрон Звездчатый Длинноаксонный — (n. stellatum longiaxonicum, LNH) Н. з., расположенный в зернистом слое коры мозжечка, имеющий аксон, выходящий в белое вещество.
Большой медицинский словарь

Нейрон Звездчатый Короткоаксонный — (n. stellatum breviaxonicum, LNH) Н. з. зернистого слоя коры мозжечка, имеющий аксон, идущий к клубочкам мозжечка.
Большой медицинский словарь

Нейрон Зерновидный — (n. granulare, LNH) общее название мелких Н. округлой, угловатой и пирамидальной формы, расположенных в наружной зернистой пластинке коры большого мозга, дендриты которых поднимаются........
Большой медицинский словарь

Нейрон Зерновидный Большой — (granoneurocytus magnus, LNH) общее название крупных Н., расположенных в молекулярном слое коры мозжечка, дендриты которых распространяются в молекулярном слое, а аксоны идут в зернистый........
Большой медицинский словарь

В сером веществе передних рогов каждого сегмента спинного мозга расположены несколько тысяч нейронов, которые на 50-100% крупнее большинства других нейронов. Их называют передними мотонейронами. Аксоны этих мотонейронов выходят из спинного мозга через передние корешки и непосредственно иннервируют волокна скелетных мышц. Есть два типа этих нейронов: алъфа-мотонейроны и гамма-мотонейроны.

Альфа-мотонейроны . Альфа-мотонейроны дают начало крупным нервным двигательным волокнам типа А-альфа (Асе) диаметром в среднем 14 мкм. После вхождения в скелетную мышцу эти волокна многократно ветвятся, иннервируя крупные мышечные волокна. Стимуляция одиночного альфа-волокна возбуждает от трех до нескольких сотен волокон скелетных мышц, которые вместе с иннервирующим их мотонейроном составляют так называемую моторную единицу.

Гамма-мотонейроны . Наряду с альфа-мотонейронами, стимуляция которых ведет к сокращению волокон скелетных мышц, в передних рогах спинного мозга локализуются значительно более мелкие гамма-мотонейроныу количество которых примерно в 2 раза меньше. Гамма-мотонейроны передают импульсы по гораздо более тонким нервным двигательным волокнам типа А-гамма (Ау) со средним диметром около 5 мкм.

Они иннервируют небольшие особые волокна скелетных мышц, называемые интрафузальными мышечными волокнами. Эти волокна составляют центральную часть мышечных веретен, участвующих в регуляции мышечного тонуса.

Вставочные нейроны . Вставочные нейроны присутствуют во всех областях серого вещества спинного мозга, в задних и передних рогах, а также в промежутке между ними. Этих клеток примерно в 30 раз больше, чем передних мотонейронов. Вставочные нейроны - небольшие по размеру и очень возбудимы, часто проявляют спонтанную активность и способны генерировать до 1500 имп/сек.

Они имеют многочисленные связи друг с другом, а многие также синаптически связаны непосредственно с передними мотонейронами. Взаимосвязи между вставочными нейронами и передними мотонейронами ответственны за большинство интегративных функций спинного мозга, что обсуждается далее в этой главеы.

По существу весь набор разных типов нервных контуров , обнаруживается в пределах пула вставочных нейронов спинного мозга, включая дивергирующие, конвергирующие, ритмически разряжающиеся и другие типы контуров. В этой главе изложены многие способы включения этих различных контуров в выполнение спинным мозгом специфических рефлекторных актов.

Лишь немногие сенсорные сигналы , входящие в спинной мозг по спинальным нервам или нисходящие из головного мозга, достигают непосредственно передних мотонейронов. Вместо этого почти все сигналы проводятся сначала через вставочные нейроны, где они соответствующим образом обрабатываются. Кортикоспинальный тракт заканчивается почти полностью на спинальных вставочных нейронах, где сигналы от этого тракта объединяются с сигналами от других спинальных трактов или спинальных нервов, прежде чем они конвергируют на передних мотонейронах, регулируя функцию мышц.

Вставочные нейроны (также интернейроны, кондукторные или промежуточные, interneuron) – тип , которые обычно расположены в интегральных частях , чьи (выходные элементы) и (отростки) ограничены одной областью мозга.

Эта особенность отличает их от иных , которые часто имеют аксональные проекции вне области мозга, где расположены их клеточные тела и дендриты.

В то время, как на основные сети нейронов возложены функции обработки и хранения информации, а также образование основных источников вывода информации с любой области мозга, то кондукторные нейроны по определению имеют местные аксоны, управляющие активностью.

В качестве нейротрансмиттера сенсорные и моторные нейроны используют глютамат, а кондукторные чаще используют гамма-аминомасляную кислоту () для ингибирования.

Интернейроны работают посредством гиперполяризации больших групп основных клеток. Промежуточные нейроны спинного мозга могут использовать глицин или ГАМК и глицин для ингибирования основных клеток, тогда как вставочные нейроны кортикальных областей или базальных ганглиев могут выделять различные пептиды (холецистокинин, соматостатин, вазоактивный кишечный полипептид, энкефалины, нейпопептид Y, галанин и др.) и ГАМК.

Их разнообразие, как по структуре, так и по функциональности, возрастает со сложностью локальных сетей в обусловленной области мозга, что, вероятно, коррелируется со сложностью функций, выполняемых областью мозга. Соответственно, шестислойный (новая кора больших полушарий), как центр высших психических функций, таких как сознательное восприятие или познание, имеет наибольшее количество типов вставочных нейронов.

Видео о принципе строения и работы interneuron (на английском языке):

Роль вставочных нейронов в работе спинного мозга

Интеграция сигналов обратной сенсорной связи и центральных моторных команд на нескольких уровнях центральной нервной системы играет решающую роль в управлении движением.

Исследования спинного мозга кошки показали, что рецепторные афференты и нисходящие двигательные пути на этом уровне сходятся в общих спинных интернейронах.

Исследования и человека зафиксировали, как интеграция моторных команд и сигналов рецепторных откликов используются для контроля активности мышц во время движения. Во время перемещения совокупность конвергентных входящих сигналов от центрального генератора упорядоченной активности (нейронная сеть, подающая ритмически упорядоченные моторные сигналы без обратной связи), сенсорной обратной связи, нисходящих команд и других присущих свойств, вызванных различными нейромедиаторами, приводит к активности кондукторных нейронов.

Нейротрансмиттеры

Сенсорная информация, передающаяся в спинной мозг, модулируется сложной сетью возбуждающих и ингибирующих вставочных нейронов. Различные нейротрансмиттеры выделяются из различных интернейронов, но два наиболее распространенных нейромедиатора – это ГАМК, — первичный ингибирующий нейротрансмиттер, и глютамат, — первичный возбуждающий нейротрансмиттер. – , активирующий интернейроны путем связывания с рецептором на мембране.

Ингибирующий интернейрон

Суставы контролируются двумя противоположными наборами мышц, называемыми экстензорами и сгибателями, которые должны синхронно работать для обеспечения правильного заданного движения. Когда нервно-мышечное веретено растягивается, а рефлекс растягивания активируется, противоположные мышцы необходимо блокировать, чтобы предотвратить работу мышцы-агониста. Спинной интернейрон ответственный за ее ингибирование. Таким образом, во время умышленного движения ингибирующие вставочные нейроны используются для координации сокращения мышц.

Афферентная иннервация мышц-антагонистов не возможна без работы интернейронов