Функция - нейрон
Cтраница 1
Функция нейрона зависит от его формы-эта форма определяет, в каких местах возможен прием сигналов и к каким местам эти сигналы должны быть подведены. У человека длина мотонейрона, посылающего отросток от спинного мозга к мышце ступни, может достигать целого метра. Тело клетки - биосинтетический центр, где находятся ядро и почти все рибосомы, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Дендриты представляют собой систему ветвящихся отростков, которые отходят от тела нейрона и увеличивают поверхность, способную принимать сигналы от других клеток. Аксон тоже отросток клетки, но обычно он только один и гораздо длиннее дендритов. Аксон проводит потенциалы действия от тела клетки к удаленной мишени. Дальний конец аксона обычно ветвится, что позволяет передавать сигнал одновременно во много пунктов. [1]
Однако непрерывности разряда для функции нейрона недостаточно-нужно еще, чтобы частота этого разряда отражала интенсивность стимуляции. Детальные расчеты показывают, что простая система натриевых н медленных калиевых каналов не отвечает поставленным требованиям. [2]
Несмотря на то что представление о функции нейронов, изложенное выше, является общепринятым на протяжении многих лет, все же последние открытия показывают, что оно должно быть частично пересмотрено. По-видимому, дендриты обладают способностью не только принимать информацию, но и передавать ее. Кроме того, если на большие расстояния передача информации осуществляется, несомненно, посредством пиковых потенциалов действия, то между более короткими нейронами и дендритами коммуникация в основном происходит путем обмена химическими веществами через контакты со щелью ( gap junti-ons), обладающие низким электрическим сопротивлением ( электротонические соединения) ( гл. Через эти межклеточные контакты могут передаваться небольшие изменения мембранного потенциала, что отражается на поведении прилегающих нейронов. [4]
Однако, в ходе этих опытов была продемонстрирована детекторная функция нейронов неокортекса. В соответствии с представлением И. П. Павлова [16] о том, чтр зрительная кора представляет собой корковый конец зрительного анализатора, оказалось, что эти нейроны участвуют в анализе световых сигналов. Среди нейронов зрительной коры была выделена группа нейронов, отвечающих селективно только на определенный уровень интенсивности сигнала. Реакции этих нейронов отличались от реакций нейронов градуального типа, которые выражались в усилении или подавлении спайковой активности пропорционально логарифму интенсивности стимула. [5]
Однако и они представляют ценность для многих исследований функций нейронов, в особенности синаптической функции; это хорошая экспериментальная система, широко применяемая в нейрохимии, нейрофармакологии и нейротоксико-логии. [6]
Нейронные сети Хопфилда с непрерывными состояниями отличается от вышерассмотренной сети непрерывной активацион-ной функцией нейронов, в качестве которой наиболее часто выбирают сигмоидальную или логистическую функцию. Концептуально, вопросы организации и функционирования этих сетей схожи. [7]
В разработанной процедуре на каждой итерации поиска генетический алгоритм самостоятельно выбирает, в каких точках пространства входных сигналов сети разместить центры акти-вационных функций нейронов скрытого слоя и назначает для каждой из них ширину окна. При декодировании хромосомы в вектор переменных одновременно с величиной настраиваемых параметров конкретизируется структура скрытого слоя нейронной сети. Репрезентативность задействованных в обучении шаблонов оценивается путем предъявления сети всех известных шаблонов и суммированием ошибки в эмуляции по всему предъявленному набору. [8]
 |
Структура сети Кохонена. [9] |
На входы сети подается входной образ, и сигналы возбуждения распространяются по всем слоям согласно принципам классических сетей прямого распространения ( feedforward), т.е. для каждого нейрона рассчитывается взвешенная сумма его входов, к которой затем применяется активационная ( передаточная) функция нейрона, в результате чего получается его выходное значение. [10]
Число нервных элементов, будучи очень ограниченным у примитивных организмов, в процессе эволюционного развития нервной системы достигает многих миллиардов у приматов и человека. Сложность организации ЦНС проявляется также в том, что структура и функция нейронов различных отделов мозга значительно варьируют. Тем не менее результаты исследования различных отделов мозга или клеток нервной системы животных, стоящих на разных уровнях эволюционного развития, позволяют выделить ряд общих закономерностей, определяющих течение основных нервных процессов: возбуждения и торможения в нейронах и синапсах ЦНС. Необходимым условием анализа деятельности мозга является выделение общих фундаментальных принципов, лежащих в основе функционирования нейронов и синапсов. [11]
Одним из методов оценки значимости коллатерального кровообращения головного мозга при стенозе внутренней сонной артерии является слежение за изменением перфузии головного мозга ( 99тТс - НМРАО) в реакции на преходящую контролируемую баллонную окклюзию этой артерии. Уже упоминалось выше, что в норме регионарный мозговой кровоток составляет, в среднем, 55 мл / мин / 100 г ткани. Функция нейронов не нарушается до тех пор, пока уровень мозгового кровотока не снижается ниже 20 мл / мин / 100 г ткани. Неврологическая симптоматика, возникающая в реакции на временную окклюзию внутренней сонной артерии и, соответственно, депрессию мозгового кровотока ниже критического минимума в 20 мл / мин / 100 г ткани, рассматривается как доказательство непереносимости пациентом пережатия этой артерии. Полагают, что, хотя клинические признаки окклюзионного теста позволяют идентифицировать пациентов, у которых мозговой кровоток уменьшается ниже порога поддержания нормальной функции головного мозга, они не могут служить опорой для распознавания пациентов с пограничными значениями мозгового кровотока, т.е. менее 55 мл, но более 20 мл / мин / 100 г ткани. Показано, что при симметричной перфузии полушарий головного мозга во время теста временной окклюзии внутренней сонной артерии прогнозируется переносимость ее пережатия во время хирургического вмешательства. [12]
Нервная система ставит перед нами еще одну проблему: как образуются правильные соединения между нервными клетками. В большинстве других областей эмбриологии можно рассматривать клетки как точечные объекты, каждый из которых занимает определен, ное положение и обладает определенными внутренними свойствами. Функция нейронов состоит в регулировании и интеграции различных видов актнвностн организма, и эта функция определяется их соединением. Если соединения ошибочны, работа нервной системы будет нарушена. Мы уже можем объяснить, как образуются нейроны различных типов и как их тела укладываются в регулярную структуру; для этого мы привлекаем те же принципы, которые применимы и к остальным системам тела. Тем не менее упорядоченный рост аксонов и дендритов и образование правильной системы синапсов представляют собой явления иного порядка. Передний конец растущего аксона или дендрита ползет примерно так же, как и мигрирующая клетка: его можно назвать мигрирующим органом неподвижной клетки. И движения такого мигрирующего органа регулируются частично теми же факторами, что и движения мигрирующей клетки ( контактными воздействиями и др.), но, когда мы рассматриваем его взаимоотношения с телом клетки и с другими нервными волокнами и его способность образовывать синапсы, перед нами встают новые проблемы, требующие нового подхода. [13]
Таким образом, в механизмы памяти включается синаптическое облегчение - потенциация. Увеличение контакта между пресинаптическими и постсинаптическими мембранами нейронов, вероятно, усиливает активность нейрона, возможно, возникают конформационные изменения рецепторного субстрата. Следовательно, не исключено, что увеличение функции нейронов вызывает активацию генетического аппарата клетки: повышается синтез нуклеиновых кислот и белков, возможно, увеличивается мощность ферментных систем, обеспечивающих синтез медиатора, изменяются конфигурация и синтез рецепторных белков, что приводит к повышению чувствительности рецепторов. [14]
 |
Логический элемент и. В нейронной модели ( справа нейрон возбуждается только в том случае, когда на его вход поступают одновременно два импульса. [15] |
Страницы: 1 2