Сигнали на нервните клетки

Сигнали на нервните клетки

За да анализират събитията във външния свят или вътре в нашето тяло, за да прехвърлят информация от клетка в клетка, невроните използват електрически и химически сигнали. Разстоянието на предаване на сигнала може да бъде голямо: от върховете на пръстите до гръбначния мозък. Различни сигнали са представени перфектно всички в една и съща ретина. По времето, когато Рамон и Кахал нарисуваха стрели, почти нямаше информация за тези сигнали, което прави постиженията му още по-забележителни.

Етапите на обработка на информацията могат да бъдат проследени последователно: светлината пада върху фоторецепторите и генерира електрически сигнали, които засягат биполярните клетки. Сигнали от биполярни клетки се предават на ганглиозни клетки и от тях към по-висшите центрове на мозъка, които осъществяват възприемането на външния свят. Следващите раздели обсъждат свойствата на сигнала и пътищата за обработка на информация.

Класове електрически сигнали

Електрическите сигнали на нервните клетки могат да бъдат разделени на два основни класа. Първо, това са локални постепенни потенциали, които се предизвикват от такива външни стимули като светлина, падаща върху фоторецепторите на окото, звукова вълна, която деформира космените клетки на ухото или докосване, което механично измества процеса на сензорна клетка в кожата. Подобни по характеристики, но значително различни по произход сигнали, генерирани в синапсите - връзки между клетките, които ще обсъдим по-късно. Всички тези сигнали са постепенни и обвързани с мястото на произход, а тяхното разпространение зависи от пасивните характеристики на нервните клетки.

Предаването на сигнала от ретината може да бъде представено чрез следната опростена диаграма:

Важно свойство на електрическите сигнали е, че те са почти идентични във всички нервни клетки в тялото, независимо дали предизвикват движение, предават информация за цветове, форми или болезнени стимули или свързват различни области на мозъка. Второто важно свойство на сигналите е, че те са толкова сходни при различните животни, че дори опитен изследовател не е в състояние точно да различи записа на потенциал за действие от нервното влакно на кит, мишка, маймуна или професор. В този смисъл потенциалите за действие могат да се считат за стереотипни единици. Те са универсален стандарт за обмен на информация във всички изследвани нервни системи. В мозъка не типовете сигнали, а огромен брой клетки (от 10 10 до 10 12 неврони) и разнообразни връзки осигуряват сложността на изпълняваните задачи.

Тази идея е изложена през 1868 г. от германския физик и биолог Херман фон Хелмхолц. Вземайки за основа хипотетични принципи, много преди откриването на вече известни факти, той пише: „Нервните влакна често се сравняват с телеграфни проводници, пресичащи терена, и това сравнение е много подходящо, за да илюстрира удивителните и важни характеристики на начина им на действие .В телеграфната мрежа ги намираме навсякъде. Едни и същи медни или стоманени проводници, носещи само един вид движение, потока на електричество, но причиняващи много различни резултати на различни станции в съответствие с допълнителното оборудване, с което са свързани жиците. На една станция ефектът е да звънне, на друга сигналът просто се предава по-нататък, на третата записващото устройство влиза в действие .... Накратко, всяко от ... различни действия, причинени от електричеството задейства се и се предава от проводник до която и да е точка. В този β проводник се случва един и същ процес, което води до много различни последици .... Разликата, която виждаме при възбуждане на различни нерви Той се включва само в продажбата на дребно на самите органи, към които е прикрепен нервът и към които се предава състоянието на възбуда ".

Всъщност, както ще бъде показано в глава 6, малките разлики в амплитудата и продължителността са очевидни в потенциалите за действие на различните неврони. Твърдението, че всички потенциали за действие са еднакви, е равносилно на твърдението, че всички дъбови дървета са еднакви.