Thần kinh có trách nhiệm mang thông tin khắp cơ thể người. Sử dụng tín hiệu điện và hóa học, chúng giúp điều phối tất cả các chức năng cần thiết của cuộc sống. Trong bài viết này, chúng tôi giải thích các tế bào thần kinh là gì và chúng hoạt động như thế nào.
Trong ngắn hạn, hệ thống thần kinh của chúng tôi phát hiện những gì đang xảy ra xung quanh chúng ta và bên trong chúng ta; họ quyết định cách chúng ta nên hành động, thay đổi trạng thái của các cơ quan nội tạng (ví dụ như thay đổi nhịp tim), và cho phép chúng ta suy nghĩ và nhớ những gì đang diễn ra. Để làm điều này, nó dựa trên một mạng lưới phức tạp – tế bào thần kinh.
Người ta ước tính có khoảng 86 tỷ tế bào thần kinh trong não; để đạt được mục tiêu lớn này, thai nhi đang phát triển phải tạo ra khoảng 250.000 tế bào thần kinh mỗi phút.
Mỗi tế bào thần kinh được kết nối với 1.000 tế bào thần kinh khác, tạo ra một mạng lưới giao tiếp vô cùng phức tạp. Neurons được coi là đơn vị cơ bản của hệ thần kinh.
Tại vi họ la
Tế bào thần kinh, đôi khi được gọi là tế bào thần kinh, chiếm khoảng 10 phần trăm của não; phần còn lại bao gồm các tế bào thần kinh đệm và các tế bào hình sao có hỗ trợ và nuôi dưỡng các tế bào thần kinh.
Tế bào thần kinh trông như thế nào?
Các tế bào thần kinh chỉ có thể được nhìn thấy bằng kính hiển vi và có thể được chia thành ba phần:
Soma (thân tế bào) – phần này của nơron nhận thông tin. Nó chứa hạt nhân của tế bào.
Dendrites – những sợi mỏng này mang thông tin từ các tế bào thần kinh khác đến soma. Chúng là phần “đầu vào” của ô.
Axon – chiếu dài này mang thông tin từ soma và gửi nó đến các tế bào khác. Đây là phần “đầu ra” của ô. Nó thường kết thúc bằng một số khớp thần kinh kết nối với các nhánh của các tế bào thần kinh khác.
Cả hai giống dendrites và axons đôi khi được gọi là sợi thần kinh.
Axons khác nhau về chiều dài rất nhiều. Một số có thể là nhỏ, trong khi những người khác có thể dài hơn 1 mét. Sợi trục dài nhất được gọi là hạch rễ lưng (DRG), một nhóm các tế bào thần kinh mang thông tin từ da đến não. Một số sợi trục trong DRG di chuyển từ các ngón chân đến gốc não – lên đến 2 mét ở một người cao.
Các loại tế bào thần kinh
Các tế bào thần kinh có thể được chia thành các loại theo nhiều cách khác nhau, ví dụ, bằng kết nối hoặc chức năng.
Kết nối
Các tế bào thần kinh hiệu quả – những thông điệp này lấy từ hệ thần kinh trung ương (não và tủy sống) và truyền chúng đến các tế bào ở các bộ phận khác của cơ thể.
Các nơron liên quan – lấy thông điệp từ phần còn lại của cơ thể và đưa chúng đến hệ thần kinh trung ương (CNS).
Interneurons – những thông điệp chuyển tiếp giữa các tế bào thần kinh trong CNS.
Chức năng
Cảm giác – mang tín hiệu từ các giác quan đến CNS.
Relay – mang tín hiệu từ nơi này đến nơi khác trong CNS.
Motor – mang tín hiệu từ CNS đến cơ bắp.
Tế bào thần kinh mang một thông điệp như thế nào?
Nếu một nơron nhận được một số lượng lớn đầu vào từ các nơron khác, các tín hiệu này sẽ tăng lên cho đến khi chúng vượt quá một ngưỡng cụ thể.
Khi ngưỡng này bị vượt quá, nơron được kích hoạt để gửi một xung dọc trục của nó – đây được gọi là một tiềm năng hành động.
Một tiềm năng hành động được tạo ra bởi sự chuyển động của các nguyên tử điện tích (ion) qua màng của sợi trục.
Neurons ở phần còn lại được tích điện âm nhiều hơn chất lỏng bao quanh chúng; điều này được gọi là tiềm năng màng tế bào. Nó thường là -70 millivolts (mV).
Khi thân tế bào của dây thần kinh nhận đủ tín hiệu để kích hoạt nó cháy, một phần của sợi trục gần thân tế bào khử cực – tiềm năng màng nhanh chóng tăng lên và rơi xuống (trong khoảng 1000 giây). Sự thay đổi này gây ra sự khử cực trong phần của sợi trục bên cạnh nó, và cứ thế, cho đến khi sự gia tăng và giảm phụ trách đã truyền dọc theo toàn bộ chiều dài của sợi trục.
Sau khi mỗi phần đã bị bắn, nó đi vào trạng thái ngắn của siêu phân cực, nơi ngưỡng của nó bị hạ xuống, nghĩa là nó ít có khả năng được kích hoạt lại ngay lập tức.
Thông thường, nó là ion kali (K +) và natri (Na +) tạo ra tiềm năng hành động. Các ion di chuyển vào và ra khỏi các sợi trục thông qua các kênh ion và bơm điện áp.
Đây là quá trình tóm tắt:
- Na + kênh mở cho phép Na + để lũ vào tế bào, làm cho nó tích cực hơn.
- Khi ô đạt đến một khoản phí nhất định, các kênh K + mở ra, cho phép K + chảy ra khỏi ô.
- Các kênh Na + sau đó đóng nhưng các kênh K + vẫn mở cho phép điện tích dương rời khỏi tế bào. Tiềm năng màng giảm xuống.
- Khi điện thế màng trở về trạng thái nghỉ, các kênh K + đóng lại.
- Cuối cùng, bơm natri / kali vận chuyển Na + ra khỏi tế bào và trở lại K + vào trong tế bào sẵn sàng cho khả năng hành động tiếp theo.
Tiềm năng hành động được mô tả là “tất cả hoặc không có gì” vì chúng luôn có cùng kích thước. Sức mạnh của một kích thích được truyền bằng tần số. Ví dụ, nếu một kích thích yếu, nơron sẽ cháy ít thường xuyên hơn, và với một tín hiệu mạnh, nó sẽ cháy thường xuyên hơn.
Myelin
Hầu hết các sợi trục đều được bao bọc bởi chất trắng, sáp được gọi là myelin.
Lớp phủ này cách nhiệt dây thần kinh và làm tăng tốc độ di chuyển của xung.
Myelin được tạo ra bởi các tế bào Schwann trong hệ thống thần kinh ngoại biên và các tế bào oligodendrocytes trong CNS.
Có những khoảng trống nhỏ trong lớp phủ myelin, được gọi là các nút của Ranvier. Tiềm năng hành động nhảy từ khoảng cách này sang khoảng cách khác, cho phép tín hiệu di chuyển nhanh hơn nhiều.
Đa xơ cứng là do sự phân hủy chậm của myelin.
Cách thức hoạt động của các khớp thần kinh
Các tế bào thần kinh được kết nối với nhau và các mô để chúng có thể truyền đạt thông điệp; tuy nhiên, chúng không chạm vào vật lý – luôn luôn có một khoảng cách giữa các tế bào, được gọi là khớp thần kinh.
Các khớp thần kinh có thể là điện hoặc hóa chất.Nói cách khác, tín hiệu được truyền từ sợi thần kinh đầu tiên (nơron thần kinh trước) tới tế bào thần kinh sau synap được truyền bởi một tín hiệu điện hoặc một tín hiệu hóa học.
Hóa học khớp thần kinh
Một khi một tín hiệu đạt đến một khớp thần kinh, nó gây ra sự giải phóng các hóa chất (dẫn truyền thần kinh) vào khoảng cách giữa hai tế bào thần kinh; khoảng cách này được gọi là khe hở synap.
Chất dẫn truyền thần kinh khuếch tán qua khe hở khớp thần kinh và tương tác với các thụ thể trên màng tế bào thần kinh sau synap, kích hoạt phản ứng.
Các khớp thần kinh hóa học được phân loại tùy thuộc vào chất dẫn truyền thần kinh mà chúng giải phóng:
Glutamergic – giải phóng glutamine. Chúng thường kích thích, có nghĩa là chúng có nhiều khả năng kích hoạt một tiềm năng hành động.
GABAergic – giải phóng GABA (gamma-Aminobutyric acid). Chúng thường ức chế, có nghĩa là chúng làm giảm nguy cơ tế bào thần kinh sau synap sẽ cháy.
Cholinergic – giải phóng acetylcholine. Chúng được tìm thấy giữa các tế bào thần kinh vận động và các sợi cơ (đường nối thần kinh cơ).
Adrenergic – giải phóng norepinephrine (adrenaline).
Điện khớp thần kinh
Synap điện ít phổ biến hơn nhưng được tìm thấy trong suốt CNS. Các kênh được gọi là các mối nối khoảng cách gắn các màng presynaptic và sau synap. Trong các khe nối khoảng cách, các màng sau và sau synap được mang lại gần nhau hơn là trong các khớp thần kinh hóa học, có nghĩa là chúng có thể truyền trực tiếp dòng điện.
Các khớp thần kinh điện hoạt động nhanh hơn nhiều so với các khớp thần kinh hóa học, vì vậy chúng được tìm thấy ở những nơi cần các hành động nhanh, ví dụ như phản xạ phòng thủ.
Các khớp thần kinh hóa học có thể gây ra các phản ứng phức tạp, nhưng các khớp thần kinh điện chỉ có thể tạo ra các phản ứng đơn giản. Tuy nhiên, không giống như các khớp thần kinh hóa học, chúng là hai chiều – thông tin có thể chảy theo hai hướng.
Tóm lại
Neurons là một trong những loại tế bào hấp dẫn nhất trong cơ thể con người. Chúng rất cần thiết cho mọi hành động mà cơ thể và bộ não của chúng ta thực hiện. Đó là sự phức tạp của các mạng nơ-ron cung cấp cho chúng ta tính cách và ý thức của chúng ta. Họ chịu trách nhiệm về những hành động cơ bản nhất và phức tạp nhất. Từ hành động phản xạ tự động đến những suy nghĩ sâu sắc về vũ trụ, các nơron bao trùm tất cả.
