Živčne celice med seboj komunicirajo prek. Splošna predstava o strukturi in funkcijah živčnega sistema
Živčni sistem
uravnava delovanje vseh organov in sistemov, določa njihovo funkcionalno enotnost in zagotavlja povezavo organizma kot celote z zunanjim okoljem. Strukturna enota živčnega sistema je živčna celica s procesi -
nevron.
Celoten živčni sistem je zbirka nevronov, ki so med seboj v stiku s posebnimi napravami. —sinapse
. Obstajajo tri vrste nevronov glede na njihovo strukturo in funkcijo:
receptor ali občutljiv;
vtični, zapiralni (prevodnik);
efektor, motorični nevroni, iz katerih se impulz pošilja v delovne organe (mišice, žleze).
Živčni sistem je pogojno razdeljen na dva velika dela - somatsko
, oziroma živali, živčni sistem in vegetativno
, ali avtonomni živčni sistem. Somatski živčni sistem opravlja predvsem funkcije povezovanja telesa z zunanjim okoljem, zagotavlja občutljivost in gibanje, povzroča krčenje skeletnih mišic. Ker sta funkciji gibanja in čutenja značilni za živali in jih razlikujeta od rastlin, ta del živčnega sistema imenujemo živalski (živalski). Avtonomni živčni sistem vpliva na procese tako imenovanega rastlinskega življenja, ki so skupni živalim in rastlinam (presnova, dihanje, izločanje itd.), od koder izvira njegovo ime (vegetativno - rastlina). Oba sistema sta tesno povezana, vendar ima avtonomno živčevje določeno stopnjo samostojnosti in ni odvisno od naše volje, zaradi česar ga imenujemo tudi avtonomno živčevje.
V živčnem sistemu izločajo osrednji
del - možgani in hrbtenjača - centralni živčni sistem in periferni
, ki ga predstavljajo živci, ki segajo iz možganov in hrbtenjače, je periferni živčni sistem.
1.
Živčni sistem nadzoruje delovanje različnih organov, sistemov in aparatov, ki sestavljajo telo. Uravnava funkcije gibanja, prebave, dihanja, oskrbe s krvjo, presnovnih procesov itd. Živčni sistem vzpostavlja odnos telesa z zunanjim okoljem, združuje vse dele telesa v eno celoto.
Živčni sistem po topografskem principu je razdeljen na osrednji in periferni (sl.). Centralni živčni sistem (CNS) vključuje možgane in hrbtenjačo.
Periferni del živčnega sistema vključuje hrbtenične in lobanjske živce s koreninami in vejami, živčne pleteže, živčne vozle, živčne končiče.
Poleg tega se v sestavi živčnega sistema ločita dva posebna dela: somatski (živalski) in avtonomni (avtonomni).
Somatski živčni sistem oživčuje predvsem organe some (telesa): progaste (skeletne) mišice (obraz, trup, okončine), kožo in nekatere notranje organe (jezik, grlo, žrelo). Somatski živčni sistem opravlja predvsem funkcije povezovanja telesa z zunanjim okoljem, zagotavlja občutljivost in gibanje, povzroča krčenje skeletnih mišic. Ker sta funkciji gibanja in čutenja značilni za živali in jih razlikujeta od rastlin, ta del živčnega sistema imenujemo živalski (živalski). Delovanje somatskega živčnega sistema nadzira človeška zavest.
Avtonomno živčevje inervira notranje organe, žleze, gladke mišice organov in kože, ožilje in srce ter uravnava presnovne procese v tkivih. Avtonomni živčni sistem vpliva na procese tako imenovanega rastlinskega življenja, ki so skupni živalim in rastlinam (presnova, dihanje, izločanje itd.), od koder izvira njegovo ime (vegetativno - rastlina). Oba sistema sta tesno povezana, vendar ima avtonomno živčevje določeno stopnjo samostojnosti in ni odvisno od naše volje, zaradi česar ga imenujemo tudi avtonomno živčevje. Razdeljen je na dva dela - simpatik in parasimpatikus. Dodelitev teh oddelkov temelji tako na anatomskem principu (razlike v lokaciji centrov in strukturi perifernega dela simpatičnega in parasimpatičnega živčnega sistema) kot na funkcionalnih razlikah. Vzbujanje simpatičnega živčnega sistema prispeva k intenzivni aktivnosti telesa; vzbujanje parasimpatikusa, nasprotno, pomaga obnoviti sredstva, ki jih telo porabi. Simpatični in parasimpatični sistem imata nasproten vpliv na številne organe, saj sta funkcionalna antagonista. Torej pod vplivom impulzov, ki prihajajo skozi simpatične živce, srčni utripi postanejo pogostejši in intenzivnejši, krvni tlak v arterijah se dvigne, glikogen v jetrih in mišicah se razgradi, raven glukoze v krvi se poveča, zenice se razširijo, občutljivost povečata se delovanje čutil in učinkovitost osrednjega živčevja, zožijo se bronhiji, zavre se krčenje želodca in črevesja, zmanjša se izločanje želodčnega soka in soka trebušne slinavke, sprosti se mehur in upočasni njegovo praznjenje. Pod vplivom impulzov, ki prihajajo skozi parasimpatične živce, se krčenje srca upočasni in oslabi, krvni tlak se zniža, glukoza v krvi, stimulira se krčenje želodca in črevesja, poveča se izločanje želodčnega soka in soka trebušne slinavke itd.
Centralni živčni sistem sestavljajo možgani in hrbtenjača. Možgane delimo na možgansko deblo in prednje možgane. Možgansko deblo je sestavljeno iz podolgovate medule in srednjih možganov. Prednji možgani so razdeljeni na vmesne in končne.
Vsi deli možganov imajo svoje funkcije.
Tako diencefalon sestavljajo hipotalamus - središče čustev in vitalnih potreb (lakota, žeja, libido), limbični sistem (zadolžen za čustveno-impulzivno vedenje) in talamus (ki opravlja filtriranje in primarno obdelavo senzoričnih informacij) .
Pri človeku je še posebej razvita možganska skorja – organ višjih duševnih funkcij. Debelina je 3 mm, njegova skupna površina pa je v povprečju 0,25 m².
Lubje je sestavljeno iz šestih plasti. Celice možganske skorje so med seboj povezane.
Teh je okoli 15 milijard.
Različni kortikalni nevroni imajo svojo specifično funkcijo. Ena skupina nevronov opravlja funkcijo analize (drobljenje, razkosanje živčnega impulza), druga skupina izvaja sintezo, združuje impulze, ki prihajajo iz različnih čutnih organov in delov možganov (asociativni nevroni). Obstaja sistem nevronov, ki hrani sledi prejšnjih vplivov in primerja nove vplive z obstoječimi sledmi.
Glede na značilnosti mikroskopske strukture je celotna možganska skorja razdeljena na več deset strukturnih enot - polj, glede na lokacijo njenih delov pa na štiri režnje: okcipitalni, temporalni, parietalni in čelni.
Človeška možganska skorja je celostno delujoč organ, čeprav so nekateri njeni deli (območja) funkcionalno specializirani (na primer okcipitalna regija korteksa opravlja kompleksne vizualne funkcije, frontotemporalna - govor, časovna - slušna). Največji del motorične cone človeške možganske skorje je povezan z regulacijo gibanja porodnega organa (roke) in govornih organov.
Vsi deli možganske skorje so med seboj povezani; povezani so tudi s spodnjimi deli možganov, ki opravljajo najpomembnejše vitalne funkcije. Subkortikalne formacije, ki uravnavajo prirojeno brezpogojno refleksno aktivnost, so področje tistih procesov, ki se subjektivno občutijo v obliki čustev (po I. P. Pavlovu so "vir moči za kortikalne celice").
Človeški možgani vsebujejo vse strukture, ki so nastale na različnih stopnjah evolucije živih organizmov. Vsebujejo »izkušnje«, nabrane v procesu celotnega evolucijskega razvoja. To priča o skupnem izvoru človeka in živali.
Če na primer žabi odstranimo možgansko skorjo (ima nepomemben delež v celotni prostornini njenih možganov), potem žaba skoraj ne spremeni svojega vedenja. Prikrajšan za možgansko skorjo, golob leti, ohranja ravnotežje, vendar že izgubi številne vitalne funkcije. Pes z odstranjeno možgansko skorjo postane popolnoma neprilagojen okolju.
2. ZGRADBA ŽIVČNEGA SISTEMA: ŽIVČNO TKIVO, NEVRONI, ŽIVČNA VLAKNA, SINAPSA, POJEM REFLEKSNEGA LOKA
Celoten živčni sistem je zgrajen na živčnem tkivu. Živčno tkivo sestavljajo živčne celice (nevroni) in anatomsko in funkcionalno povezane podporne celice nevroglije. Nevroni opravljajo posebne funkcije, saj so strukturna in funkcionalna enota živčnega sistema. Nevroglija zagotavlja obstoj in specifične funkcije nevronov, opravlja podporne, trofične (prehranske), razmejevalne in zaščitne funkcije.
Nevron (nevrocit) sprejema, obdeluje, prevaja in oddaja informacije, kodirane v obliki električnih ali kemičnih signalov (živčnih impulzov).
Vsak nevron ima telo, procese in njihove končnice. Zunaj je živčna celica obdana z membrano (citolema), ki je sposobna izvajati vzbujanje in zagotavljati izmenjavo snovi med celico in njihovim okoljem. Telo živčne celice vsebuje jedro in okoliško citoplazmo (perikarion). Citoplazma nevronov je bogata z organeli (podcelične tvorbe, ki opravljajo določeno funkcijo). Premer teles nevronov se giblje od 4-5 do 135 mikronov. Tudi oblika teles živčnih celic je različna - od okrogle, jajčaste do piramidalne. Tanki procesi različnih dolžin dveh vrst odhajajo iz telesa živčne celice. En ali več arborescentnih procesov, po katerih se živčni impulz prenaša v telo nevrona, se imenuje dendrit. V večini celic je njihova dolžina približno 0,2 mikrona. Edini, običajno dolg proces, po katerem je živčni impulz usmerjen iz telesa živčne celice, je akson ali nevrit.
Glede na število procesov delimo nevrone na unipolarne, bi- in multipolarne celice. Unipolarni (enokraki) nevroni imajo samo en proces. Pri ljudeh se takšni nevroni nahajajo le v zgodnjih fazah intrauterinega razvoja. Bipolarni (dvoverižni) nevroni imajo en akson in en dendrit. Njihova sorta so psevdo-unipolarni (lažni unipolarni) nevroni. Akson in dendrit teh celic se začneta iz skupnega izrastka telesa in se nato delita v obliki črke T. Multipolarni (večkraki) nevroni imajo en akson in veliko dendritov, sestavljajo večino v človeškem živčnem sistemu. Živčne celice so dinamično polarizirane, tj. so sposobni izvajati živčne impulze samo v eni smeri - od dendritov do aksona.
Glede na funkcijo delimo živčne celice na občutljive, interkalarne in efektorske.
Senzorični (receptorski, aferentni) nevroni. Ti nevroni s svojimi končnicami zaznavajo različne vrste dražljajev. Impulzi, ki so nastali v živčnih končičih (receptorjih), se vodijo skozi dendrite v telo nevrona, ki se vedno nahaja zunaj možganov in hrbtenjače, ki se nahajajo v vozliščih (ganglijih) perifernega živčnega sistema. Nato se po aksonu živčni impulz pošlje v centralni živčni sistem, v hrbtenjačo ali v možgane. Zato občutljive nevrone imenujemo tudi dovajajoče (aferentne) živčne celice. Živčni končiči (receptorji) se razlikujejo po zgradbi, lokaciji in funkcijah. Določite ekstero-, intero- in proprioreceptorje. Eksteroreceptorji zaznavajo draženje iz zunanjega okolja. Ti receptorji se nahajajo v zunanjih ovojnicah telesa (koža, sluznice), v čutilih. Interoreceptorji so dražljivi predvsem, ko se spremeni kemična sestava notranjega okolja telesa (kemoreceptorji), pritisk v tkivih in organih (baroreceptorji). Proprioceptorji zaznavajo draženje (napetost, napetost) v mišicah, kitah, vezeh, fascijah in sklepnih kapsulah. V skladu s funkcijo so izolirani termoreceptorji, ki zaznavajo temperaturne spremembe, in mehanoreceptorji, ki zajamejo različne vrste mehanskih vplivov (dotik kože, stiskanje). Nocireceptorji zaznavajo bolečinske dražljaje.
Interkalarni (asociativni, prevodni) nevroni sestavljajo do 97% živčnih celic živčnega sistema. Ti nevroni se običajno nahajajo v centralnem živčnem sistemu (možgani in hrbtenjača). Prenesejo impulz, prejet iz občutljivega nevrona, na efektorski nevron.
Efektorski (eferentni ali eferentni) nevroni vodijo živčne impulze iz možganov v delovni organ - mišice, žleze in druge organe. Telesa teh nevronov se nahajajo v možganih in hrbtenjači, v simpatičnih ali parasimpatičnih vozliščih na periferiji.
Živčna vlakna so odrastki živčnih celic (dendriti, aksoni), prekriti z ovojnicami. V tem primeru je proces v vsakem živčnem vlaknu aksialni valj, nevrolemociti (Schwannove celice), ki ga obdajajo in pripadajo nevrogliji, pa tvorijo ovoj vlakna - nevrolemo. Glede na strukturo membran so živčna vlakna razdeljena na amielinizirana (nemielinizirana) in kašasta (mielinizirana).
Nemielinizirana živčna vlakna najdemo predvsem v avtonomnih nevronih. Aksialni valj tako rekoč upogne plazemsko membrano (lupino) nevrolemocita, ki se zapre nad njim. Nevrolemmocitna membrana, podvojena nad aksialnim valjem, se imenuje mezakson. Pod Schwannovo celico ostane ozek prostor (10-15 nm), ki vsebuje tkivno tekočino, ki sodeluje pri prevajanju živčnih impulzov. En nevrolemocit obdaja več (do 5-20) aksonov živčnih celic. Lupina procesa živčne celice tvorijo številne Schwannove celice, ki se nahajajo zaporedno ena za drugo.
Mielinizirana živčna vlakna so debela, imajo debelino do 20 mikronov. Ta vlakna tvori precej debel akson celice - aksialni valj. Okrog aksona je ovoj, sestavljen iz dveh plasti. Notranja plast, mielin, nastane kot posledica spiralnega navijanja nevrolemocita (Schwannove celice) na aksialni valj (akson) živčne celice. Iz nje se iztisne citoplazma nevrolemocita, podobno kot se zgodi, ko zasukamo periferni konec tube zobne paste. Tako je mielin večkrat zvita dvojna plast plazemske membrane (lupine) nevrolemocita. Debela in gosta mielinska ovojnica, bogata z maščobo, izolira živčno vlakno in preprečuje uhajanje živčnega impulza iz aksoleme (aksonske ovojnice). Zunaj mielinske plasti je tanka plast, ki jo tvori sama citoplazma nevrolemocitov. Dendriti mielinske ovojnice nimajo. Vsak nevrolemocit (Schwannova celica) po dolžini ovije le majhen odsek aksialnega valja. Zato mielinska plast ni neprekinjena, prekinjena. Vsakih 0,3-1,5 mm so tako imenovani nodalni prestrezi živčnih vlaken (Ranvierjevi prestrezi), kjer je mielinska plast odsotna. Na teh mestih se sosednji nevrolemociti (Schwannove celice) s svojimi konci približajo neposredno aksialnemu cilindru. Prestrezanje Ranvierja spodbuja hiter prehod živčnih impulzov vzdolž mieliniziranih živčnih vlaken. Živčni impulzi vzdolž mielinskih vlaken se izvajajo kot s skoki - od prestrezanja Ranvierja do naslednjega prestrezanja.
Hitrost živčnih impulzov vzdolž nemieliniziranih vlaken je 1-2 m / s, vzdolž mehkih (mieliniziranih) vlaken - 5-120 m / s. Ko se nevron oddaljuje od telesa, se hitrost prevajanja impulza zmanjšuje.
Nevroni živčnega sistema pridejo v stik drug z drugim in tvorijo verige, po katerih se prenaša živčni impulz. Prenos živčnega impulza se pojavi na stičnih točkah nevronov in je zagotovljen s prisotnostjo posebnih con med nevroni - sinapse. Obstajajo sinapse aksosomatske, aksodendritične in aksoaksonalne. V aksosomatskih sinapsah so aksonski končiči enega nevrona v stiku s telesom drugega nevrona. Za aksodendritične sinapse je značilen stik aksona z dendriti drugega nevrona, za aksoaksonske sinapse pa stik dveh aksonov različnih živčnih celic. V sinapsah se električni signali (živčni impulzi) pretvorijo v kemične signale in obratno. Prenos vzbujanja se izvaja s pomočjo biološko aktivnih snovi - nevrotransmiterjev, ki vključujejo norepinefrin, acetilholin, nekatere dopamine, adrenalin, serotonin itd. In aminokisline (glicin, glutaminska kislina), pa tudi nevropeptide (enkefalin, nevrotenzin). itd.). Vsebujejo jih posebni vezikli, ki se nahajajo na koncih aksonov - presinaptični del. Ko živčni impulz doseže presinaptični del, se nevrotransmiterji sprostijo v sinaptično špranjo, pridejo v stik z receptorji, ki se nahajajo na telesu ali procesih drugega nevrona (postsinaptični del), kar vodi do generiranja električnega signala - postsinaptičnega potenciala. Velikost električnega signala je neposredno sorazmerna s količino nevrotransmiterja. Po prenehanju sproščanja mediatorja se njegovi ostanki odstranijo iz sinaptične špranje in receptorji postsinaptične membrane se vrnejo v prvotno stanje. Vsak nevron tvori ogromno sinaps. Vsem postsinaptičnim potencialom se doda še potencial nevrona, ki se v obliki živčnega impulza prenaša naprej po aksonu.
Živčni sistem deluje po načelih refleksa. Refleks je odziv telesa na zunanje ali notranje vplive in se širi po refleksnem loku. Refleksni loki so vezja, sestavljena iz živčnih celic.
Najenostavnejši refleksni lok vključuje senzorične in efektorske nevrone, po katerih se živčni impulz premika od mesta izvora (od receptorja) do delovnega organa (efektorja) (slika 4). Telo prvega senzoričnega (psevdo-unipolarnega) nevrona se nahaja v hrbteničnem vozlišču ali v senzoričnem vozlišču enega ali drugega kranialnega živca. Dendrit se začne z receptorjem, ki zazna zunanje ali notranje draženje (mehansko, kemično itd.) In ga pretvori v živčni impulz, ki doseže telo živčne celice. Iz telesa nevrona vzdolž aksona se živčni impulz skozi senzorične korenine hrbteničnih ali kranialnih živcev pošlje v hrbtenjačo ali v možgane, kjer tvori sinapse s telesi efektorskih nevronov. V vsaki internevronski sinapsi se s pomočjo biološko aktivnih snovi (mediatorjev) prenaša impulz. Akson efektorskega nevrona zapusti hrbtenjačo kot del sprednjih korenin hrbteničnih živcev (motoričnih ali sekretornih živčnih vlaken) ali kranialnih živcev in gre v delovni organ, kar povzroči krčenje mišic, povečano (zaviranje) izločanja žlez.
Kompleksnejši refleksni loki imajo enega ali več interkalarnih nevronov. Telo interkalarnega nevrona v treh nevronskih refleksnih lokih se nahaja v sivi snovi zadnjih stebrov (rogov) hrbtenjače in je v stiku z aksonom občutljivega nevrona, ki je del zadnjih (občutljivih) korenin hrbtenjače. hrbtenični živci. Aksoni interkalarnih nevronov so poslani v sprednje stebre (rogove), kjer se nahajajo telesa efektorskih celic. Aksoni efektorskih celic se pošljejo v mišice, žleze, kar vpliva na njihovo delovanje. V živčnem sistemu je veliko zapletenih multi-nevronskih refleksnih lokov, ki imajo več interkalarnih nevronov, ki se nahajajo v sivi snovi hrbtenjače in možganov.
Nevroglialne celice v živčnem sistemu delimo na dve vrsti. To so gliociti (ali makroglija) in mikroglija.
Med gliociti ločimo ependimocite, astrocite in oligodendrocite.
Ependimociti tvorijo gosto plast, ki obdaja osrednji kanal hrbtenjače in vse prekate možganov. Sodelujejo pri tvorbi cerebrospinalne tekočine, transportnih procesih, pri presnovi možganov ter opravljajo podporne in razmejitvene funkcije. Te celice imajo kubično ali prizmatično obliko, nahajajo se v eni plasti. Njihova površina je prekrita z mikrovili.
Astrociti tvorijo podporni aparat centralnega živčnega sistema. So majhne celice s številnimi procesi, ki se razhajajo v vse smeri. Obstajajo vlaknati in protoplazmatski astrociti. Vlaknasti astrociti imajo 20-40 dolgih, šibko razvejanih procesov, prevladujejo v beli snovi centralnega živčnega sistema. Procesi se nahajajo med živčnimi vlakni. Nekateri procesi dosežejo krvne kapilare. Protoplazmatski astrociti se nahajajo predvsem v sivi snovi osrednjega živčnega sistema, imajo zvezdasto obliko, kratki, zelo razvejani, številni procesi segajo iz njihovih teles v vse smeri. Procesi astrocitov služijo kot podpora za procese nevronov, tvorijo mrežo, v celicah katere ležijo nevroni. Procesi astrocitov, ki dosežejo površino možganov, so med seboj povezani in na njej tvorijo neprekinjeno površinsko mejno membrano.
Oligodendriti so najštevilčnejša skupina nevroglijskih celic. Obdajajo telesa nevronov v centralnem in perifernem živčevju, so del ovojnic živčnih vlaken in živčnih končičev. Oligrdendrociti so majhne jajčaste celice s premerom 6-8 mikronov z velikim jedrom. Celice imajo majhno število stožčastih in trapeznih procesov. Procesi tvorijo mielinsko plast živčnih vlaken. Mielinizacijski procesi se spiralno vijejo okoli aksonov. Vzdolž poteka aksona mielinsko ovojnico tvorijo procesi številnih oligodendrocitov, od katerih vsak tvori en segment. Med segmenti je vozlišče prestrezanje živčnega vlakna brez mielina (prestrezanje Ranvierja). Oligodendrocite, ki tvorijo ovojnice živčnih vlaken perifernega živčnega sistema, imenujemo nevrolemociti (Schwannove celice).
Mikroglija predstavlja približno 5 % nevroglijskih celic v beli možganovini in 18 % v sivi snovi. Mikroglije so majhne, podolgovate, oglate ali nepravilno oblikovane celice, razpršene v beli in sivi snovi (Ortega celice). Iz telesa vsake celice segajo številni izrastki različnih oblik, ki spominjajo na grmičevje, ki se končajo s krvnimi kapilarami. Celična jedra so podolgovate ali trikotne oblike. Mikrogliociti so mobilni in fagocitni. Opravljajo funkcijo nekakšnih "čistilcev", ki absorbirajo delce odmrlih celic.
ZAKLJUČEK
Celoten živčni sistem je razdeljen na centralni in periferni. Centralni živčni sistem vključuje možgane in hrbtenjačo. Od njih se živčna vlakna razhajajo po telesu - periferni živčni sistem. Povezuje možgane s čutili in z izvršilnimi organi – mišicami in žlezami.
Vsi živi organizmi se lahko odzivajo na fizične in kemične spremembe v okolju.
Dražljaje zunanjega okolja (svetloba, zvok, vonj, dotik itd.) pretvarjajo posebne občutljive celice (receptorji) v živčne impulze – vrsto električnih in kemičnih sprememb v živčnem vlaknu. Živčni impulzi se prenašajo po občutljivih (aferentnih) živčnih vlaknih do hrbtenjače in možganov. Tu nastanejo ustrezni komandni impulzi, ki se po motoričnih (eferentnih) živčnih vlaknih prenašajo do izvršilnih organov (mišice, žleze). Ti izvršilni organi se imenujejo efektorji.
Glavna funkcija živčnega sistema je povezovanje zunanjih vplivov z ustrezno prilagoditveno reakcijo organizma.
Strukturna enota živčnega sistema je živčna celica, nevron. Sestavljen je iz celičnega telesa, jedra, razvejanih procesov - dendritov - vzdolž njih gredo živčni impulzi do celičnega telesa - in enega dolgega procesa - aksona - vzdolž njega prehaja živčni impulz iz celičnega telesa v druge celice ali efektorje.
Živčni sistem je hierarhično urejeno živčno tkivo, ki prežema celotno telo in ga povezuje v eno samo celoto.
Živčni sistem je komunikacijska mreža, ki zagotavlja interakcijo telesa z okoljem. V širšem smislu pojem "okolje" pomeni tako zunanje okolje (zunaj organizma) kot notranje okolje (znotraj organizma). Tako živčni sistem, ki zagotavlja integracijo vseh delov telesa v eno celoto, izvaja duševno dejavnost, povezavo telesa z zunanjim okoljem (občutki), nadzoruje gibe, uravnava vse funkcije, vključno s človeško spolnostjo in reprodukcijo. (prokreacija). Človeški živčni sistem je v nasprotju z živčnim sistemom višjih živali bogat z edinstvenimi strukturami in povezavami, ki so morfofiziološki substrati mišljenja, ustvarjalnosti, artikuliranega govora in delovne dejavnosti. Vse funkcije, vključno z duševno dejavnostjo, izvajajo skupine živčnih celic, ki so med seboj povezane s številnimi sinapsami.
Živčni sistem je sestavljen iz naslednjih komponent:
Senzorične komponente - reagirajo na okoljske pojave;
Integrativne komponente - obdelujejo in hranijo senzorične in druge podatke;
Motorične komponente - nadzorujejo gibanje in sekretorno aktivnost žlez.
Na mikroskopski ravni je živčni sistem zelo kompleksna zbirka različnih celic. Strukturna in funkcionalna enota živčnega sistema so živčne celice ali nevroni, ki tvorijo komunikacijsko mrežo živčnega sistema. Glavna funkcija nevrona je sprejemanje, obdelava, vodenje in prenos informacij.
Nevroni so specializirani za sprejemanje vhodnih signalov in njihovo prenašanje do drugih nevronov ali efektorskih celic. Druge celice opravljajo podporne funkcije v živčnem sistemu. To so nevroglialne celice (iz grške "glia" - lepilo). Obstaja jih več vrst. Nekatere glialne celice sodelujejo pri vzdrževanju sestave medceličnega okolja okoli nevronov, druge pa tvorijo ovoj okoli aksonov, zaradi česar se hitrost prevajanja akcijskih potencialov poveča.
Nevron - glavni strukturni in funkcionalni element živčnega sistema; Ljudje imamo več kot 100 milijard nevronov. Nevron je sestavljen iz telesa in procesov, običajno enega dolgega procesa - aksona in več kratkih razvejanih procesov - dendritov. Po dendritih sledijo impulzi do celičnega telesa, po aksonu - od celičnega telesa do drugih nevronov, mišic ali žlez. Zahvaljujoč procesom se nevroni med seboj stikajo in tvorijo nevronske mreže in kroge, skozi katere krožijo živčni impulzi.
Poleg podpornih funkcij glia zagotavlja različne presnovne procese v živčnem tkivu.
Človeški živčni sistem je razdeljen na centralni in periferni.
Centralni živčni sistem je sestavljen iz razširjenega sprednjega dela nevralne cevi – velikih možganov – in dolge, valjaste hrbtenjače.
V osrednjem živčevju je izolirana siva snov, ki je kopičenje nevronskih teles, in bela snov, sestavljena iz aksonov, obloženih z mielinom, ki delujejo kot prevodniki.
Funkcije centralnega živčnega sistema vključujejo integracijo in koordinacijo skoraj vseh vrst živčne dejavnosti, medtem ko centralni živčni sistem deluje v tesnem stiku s perifernim živčnim sistemom.
Periferni živčni sistem vključuje parne hrbtenične in lobanjske živce s koreninami, ki segajo iz njih, njihove veje, živčne končiče in ganglije (živčne vozle, ki jih tvorijo telesa nevronov), živčne pleksuse in periferne živce, ki zagotavljajo komunikacijo med centralnim živčnim sistemom in različnimi deli telesa.
Sestava zunajcelične tekočine okoli večine nevronov je regulirana tako, da so celice zaščitene pred nenadnimi okoljskimi spremembami. To zagotavljajo regulacija krvnega obtoka v centralnem živčnem sistemu, prisotnost krvno-možganske pregrade, puferske funkcije nevroglije, pa tudi presnova med cerebrospinalno (cerebrospinalno) tekočino (cerebrospinalno) in zunajcelično tekočino možgani.
Po vsej svoji dolžini je centralni živčni sistem prekrit s tremi možganskimi ovojnicami in obdan z zaščitno kostno kapsulo, ki jo sestavljata lobanja in hrbtenica. Možgani, kri in cerebrospinalna tekočina se nahajajo v lobanjski votlini (slika 32.4). Zunaj so možgani prekriti z močno trdo možgansko ovojnico, ki je spojena s pokostnico lobanje in hrbtenice. Pia mater meji na možgansko tkivo. Med trdo in mehko lupino je arahnoidna membrana možganov (aracnoidea), ki tvori mrežo prečk vezivnega tkiva, zaradi česar se med mehko in arahnoidno membrano oblikuje subarahnoidni prostor možganov, napolnjen s cerebrospinalno tekočino (cerebrospinalna tekočina). Največ likvorja je v osrednjem kanalu hrbtenjače, v možganih pa zapolnjuje štiri razširjene predele – možganske prekate. Cerebrospinalna tekočina izpira možgane od zunaj in od znotraj, krvne žile pa pridejo v stik z njo, kar zagotavlja oskrbo živčnih tkiv s hranili in kisikom ter odstranjevanje presnovnih produktov. V strehi možganov sta anteriorni horoidni pletež možganov in posteriorni horoidni pletež možganov, katerih celice izločajo cerebrospinalno tekočino. Volumen cerebrospinalne tekočine je približno 100 ml. Opravlja prehranjevalne, izločevalne in podporne funkcije ter ščiti živčne celice pred mehanskimi udarci na trdo površino kosti. Cilirane celice, ki obdajajo votlino prekatov in osrednji kanal, vzdržujejo neprekinjeno kroženje cerebrospinalne tekočine.
Človeški možgani tehtajo okoli 1350 g; približno 15 % njegove mase (200 ml) je v zunajcelični tekočini. Volumen krvi znotraj lobanje je približno 100 ml, enaka količina je intrakranialni volumen CSF. To pomeni, da je skupna prostornina zunajcelične tekočine v lobanjski votlini približno 400 ml.
Obstaja še ena klasifikacija, po kateri je enotni živčni sistem pogojno razdeljen na dva dela: somatski (živalski) in avtonomni (avtonomni, poseben del živčnega sistema). Prvi inervira predvsem telo (kosti, skeletne mišice, kožo) in zagotavlja povezavo organizma z zunanjim okoljem. Avtonomni (avtonomni) živčni sistem inervira vse notranje organe, žleze (vključno z endokrinimi), gladke mišice organov in kože, krvne žile in srce ter zagotavlja presnovne procese v vseh organih in tkivih.
Periferni živčni sistem je pogojno ločen del živčnega sistema, katerega strukture se nahajajo zunaj možganov in hrbtenjače.
Živčni sistem je sestavljen iz celic nevroni katerih funkcija je obdelava in razširjanje informacij. Nevroni med seboj komunicirajo preko povezav - sinapse. En nevron prenaša informacije drugemu prek sinaps s pomočjo kemičnih nosilcev - posredniki. Nevroni so razdeljeni v 2 vrsti: ekscitatorni in inhibitorni. Telo nevrona je obdano z gosto razvejanimi procesi - dendriti za prejemanje informacij. Veja živčne celice, ki prenaša živčne impulze, se imenuje akson. Njegova dolžina pri ljudeh lahko doseže 1 meter.
Periferni živčni sistem je razdeljen na avtonomni živčni sistem odgovoren za stalnost notranjega okolja telesa in somatski živčni sistem, inervira (oskrbuje živce) mišice, kožo, vezi.
Sestava perifernega živčevja (oziroma perifernega dela živčevja) vključuje živce, ki segajo iz možganov - kranialni živci in iz hrbtenjače - hrbtenični živci, ter živčne celice, ki so se premaknile iz osrednjega živčevja. Glede na vrsto živčnih vlaken, ki so pretežno del živca, ločimo motorične, senzorične, mešane in avtonomne (vegetativne) živce.
Živci se pojavljajo na površini možganov kot motorične ali senzorične korenine. V tem primeru so motorične korenine aksoni motoričnih celic, ki se nahajajo v hrbtenjači in možganih, in nemoteno dosežejo inervirani organ, senzorične korenine pa so aksoni živčnih celic hrbteničnih vozlov. Na obrobju vozlišč senzorična in motorična vlakna tvorijo mešani živec.
Vsi periferni živci so glede na njihove anatomske značilnosti razdeljeni na kranialne živce - 12 parov, hrbtenične živce - 31 parov, avtonomne (vegetativne) živce.
Kranialni živci izhajajo iz možganov in vključujejo:
- 1. par - vohalni živec
- 2. par - optični živec
- 3. par - okulomotorni živec
- 4. par - trohlearni živec
- 5. par - trigeminalni živec
- 6. par - abducens živec
- 7. par - obrazni živec
- 8. par - vestibulokohlearni živec
- 9. par - glosofaringealni živec
- 10. par - vagusni živec
- 11. par - pomožni živec
- 12. par - hipoglosni živec
Skozi periferni živec, hrbtenični ganglij in zadnjo korenino prehajajo živčni impulzi v hrbtenjačo, to je v centralni živčni sistem.
Naraščajoča vlakna z omejenega področja telesa se združijo in oblikujejo periferni živec. Vlakna vseh vrst (površinska in globoka občutljivost, vlakna, ki inervirajo skeletne mišice, in vlakna, ki inervirajo notranje organe, žleze znojnice in gladke mišice žil) so združena v snope, obdane s 3 ovojnicami vezivnega tkiva (endonevrij, perinevrij, epinevrij) in tvorijo živčni kabel. .
Ko periferni živec vstopi v hrbtenični kanal skozi medvretenčni foramen, se razcepi v sprednjo in zadnjo hrbtenično korenino.
Sprednje korenine zapustijo hrbtenjačo, zadnje korenine vstopijo vanjo. Znotraj živčnih pletežov zunaj hrbteničnega kanala se vlakna perifernih živcev prepletajo tako, da sčasoma vlakna enega posameznega živca končajo na različnih nivojih znotraj različnih hrbteničnih živcev.
Periferni živec vsebuje vlakna iz več različnih radikularnih segmentov.
hrbtenični živci v količini 31 parov so razdeljeni na:
- cervikalni živci - 8 parov
- torakalni živci -12 parov
- ledveni živci - 5 parov
- sakralni živci - 5 parov
- kokcigealni živec - 1 par
Vsak hrbtenični živec je mešani živec in nastane z zlitjem njegovih dveh korenin: senzorične korenine ali posteriorne korenine in motorične korenine ali sprednje korenine. V osrednji smeri je vsaka korenina povezana s hrbtenjačo s pomočjo radikularnih filamentov. Zadnje korenine so debelejše in v svoji sestavi vsebujejo spinalni ganglij. Sprednje korenine vozlov nimajo. Večina hrbteničnih vozlov leži v medvretenčnem foramnu.
Navzven je hrbtenični ganglij videti kot odebelitev zadnje korenine, ki se nahaja nekoliko bližje središču od sotočja sprednje in zadnje korenine. V samem spinalnem gangliju ni sinaps.
Človeški živčni sistem je sestavljen iz milijonov živčnih celic, ki si nenehno izmenjujejo informacije. Procesi ene celice se povezujejo z desetinami drugih in tvorijo posebne vrzeli - sinapse. Takoj ko živčni impulz doseže točko, kjer se ena celica poveže z drugo, se sprosti majhna količina kemičnega glasnika. Ti kemični glasniki (ali nevrotransmiterji) prenašajo impulze iz ene živčne celice v drugo. V nekaterih primerih lahko prenašajo ne vzbujanje, ampak inhibicijo, včasih pa pomembno vplivajo na notranje procese v celici - na primer spremenijo izražanje genov in prisilijo celico, da sintetizira nove beljakovine.
Nevrotransmiterji povezujejo živčne celice med seboj in z mišicami. S pomočjo kemičnih posrednikov živčni sistem uravnava delo skoraj vseh notranjih organov. Nevrotransmiterji, ki se sproščajo iz končičev avtonomnega živčevja, poskrbijo, da srce ponoči bije počasneje, podnevi pa pospeši, znižujejo krvni tlak, ko ležimo, uravnavajo uriniranje med spanjem ipd.
Šele v začetku 20. stoletja so se znanstveniki strinjali, da je živčni sistem skupek živčnih celic in ne zapletena mreža vlaken. Mnogi raziskovalci do leta 1930 niso verjeli, da živčne celice prenašajo impulze s pomočjo kemičnih prenašalcev sporočil.
Zakaj sta se sprli "juha" in "iskrice".
Leta 1914 je britanski farmakolog Henry Dale delal na zdravilih, ki posnemajo avtonomni živčni sistem. Kot rezultat mukotrpnega dela je izoliral veliko zanimivih molekul. Nekateri od njih so našli svojo klinično uporabo, drugi ne. Med slednjimi je bila ena posebna molekula, acetilholin. Pri poskusih na miših je Dale ugotovil, da ta molekula posnema delovanje enega dela avtonomnega živčnega sistema, parasimpatičnega živčnega sistema. Parasimpatični živčni sistem upočasnjuje dihanje med spanjem in bitje srca, uravnava spolno vzburjenje, izločanje želodčnega soka in druge fiziološke učinke. Učinek acetilholina je trajal le nekaj minut. Zato je bila ta snov popolnoma neprimerna za medicinske namene.
20 let po tem odkritju je avstrijski raziskovalec Otto Levi sanjal o poskusu, ki bi dokazal obstoj kemičnih mediatorjev. Po mnenju Levyja (kar se mnogim zdi pretirano) leta 1921 se je zbudil sredi noči, naredil beležko z načrtom za velik eksperiment in se vrnil v posteljo. Zjutraj se ni mogel spomniti ideje in zapiski so se izkazali za čečkanje. Toda naslednjo noč se je spet zbudil in tokrat ni ničesar zapisal, ampak je šel naravnost v laboratorij.
Levi je seciral dve žabi in jima odstranil srce. Eno srce - z delom vagusnega živca, drugo je bilo izolirano od vseh živcev. V mirovanju, zunaj telesa, srca bijejo s konstantno hitrostjo. Levi je dal srce z vagusnim živcem v posebno raztopino in začel živec stimulirati s tokom. Posledično se je srčni utrip upočasnil. Nato je iz raztopine vzel srce in postavil drugo (brez živcev) se je takoj upočasnilo. Poskus je dokazal, da vagusni živec (del parasimpatičnega živčnega sistema) s pomočjo kemičnega prenašalca upočasni srčni utrip.
Številnim raziskovalcem, ki so poskušali poskus ponoviti, ni uspelo doseči enakih rezultatov. Leta 1926 so Levyja pozvali, naj svoj eksperiment javno ponovi na mednarodnem fiziološkem kongresu v Stockholmu. To mu je uspelo 18-krat zapored.
Pravzaprav je objava teh podatkov izzvala pravo vojno med farmakologi, ki je podpiral teorijo kemičnega prenosa vzbujanja, in nekateri nevrofiziologi, ki so bili prepričani, da se živčni impulz lahko prenaša le neposredno. Med zgodovinarji znanosti so to soočenje poimenovali vojna ljudi "juha" in "iskra".
Levy si je dolgo prizadeval identificirati kemikalijo, ki se sprošča iz konca vagusnega živca. Eksperimentiral je s številnimi kemičnimi spojinami in previdno govoril o tem, da bi lahko šlo za acetilholin. O tem ga je prepričal njegov britanski prijatelj Henry Dale, ki se je spominjal njegovih odkritij izpred 20 let. Potem ko sta Dale in Levi leta 1938 prejela Nobelovo nagrado, je kritika popustila.
John Eccles, še en znani nevrofiziolog, je bil klasični zagovornik teorije o električnem prenosu. Niso ga prepričali niti poskusi niti Nobelova nagrada Levy. Med drugo svetovno vojno je Eccles delal v istem laboratoriju s Stevenom Kufflerjem in Bernardom Katzom, dvema neverjetno vplivnima zagovornikoma teorije kemičnega prenosa. Dobesedno pred njegovimi očmi sta Katz in Kuffler nabirala vedno več dokazov v prid kemijski teoriji. Po zgodovini je Eccles padel v depresijo, iz katere ga je potegnil slavni filozof znanosti Karl Popper. Leta 1951 je Eccles začel preučevati hrbtenjačo. Bil je eden prvih, ki je dokazal kemični prenos med nevroni hrbtenjače in odkril inhibitorni nevrotransmiter - gama-aminomasleno kislino. Leta 1963 je prejel Nobelovo nagrado.
Katere beljakovine nam pomagajo zapomniti vse
Eric Kandel, diplomant Medicinske fakultete Univerze v New Yorku, je razumel, kako deluje spomin. Da bi se približal rešitvi problema, je poiskal spomin pri živalih s čim preprostejšim živčnim sistemom. Iskanje ga je pripeljalo do morskega zajca (ali Aplysia). Ima samo 20 tisoč velikih živčnih celic, ki jih je dobro videti tudi brez mikroskopa.
Zasvojenost. Aplysia (kot mnoge školjke) imajo škrge in majhen
cev - sifon, s pomočjo katerega se mehkužci premikajo, razmnožujejo in sproščajo presnovne produkte v zunanje okolje. Če se dotaknete sifona Aplysia, ga bo takoj potegnil s škrgami. To lahko storite večkrat in Aplysia ne bo več umikala škrg. To je ena najpreprostejših vrst pomnilnika.
Preobčutljivost. Druga vrsta spomina pri bradatem tjulnju je povečana občutljivost. Če Aplysia, preden se dotakne sifona, udari z majhnim električnim udarcem v rep, bo začela intenzivneje vleči škrge kot odgovor na vsak dotik.
Pogojni refleks. V tem primeru se morate najprej dotakniti sifona (hkrati škrge ne bodo močno potegnjene), nato stresite školjko (tu bodo pritegnjeni veliko močneje) in to večkrat. Posledično Aplysia dotik »povezuje« z električnim udarom in začne po običajnem dotiku brez električnega udara škrge bolj umikati nazaj.
Refleksi umika škrg vključujejo le nekaj nevronov. Senzorični nevron prenaša živčni impulz na motorični nevron, ki povzroči krčenje mišic in retrakcijo škrg. Ob udarcu Aplysia se vzbuja še en nevron - modulatorno. Razteza se skozi celotno telo mehkužca in uravnava delo drugih živčnih celic. Ko se Aplysia spomni, da bi svoje škrge bolj umaknila, se povezave med senzoričnimi in motoričnimi nevroni okrepijo.
To je ta majhna molekula potrebno za nastanek spomin
Krepitev povezav je mogoča zaradi drugega nevrotransmiterja - serotonina. Sprošča se s konca modulatornega nevrona in se veže na poseben receptor na površini senzoričnega nevrona. Posledično se sproži cela kaskada biokemičnih reakcij. S serotoninskim receptorjem so povezani tako imenovani G-proteini, ki aktivirajo encim adenilat ciklazo.
Adenilat ciklaza je zelo priljubljen encim v našem telesu. Pretvarja ATP (adenozin trifosfat) – glavni vir energije v celici – v ciklični AMP (adenozin monofosfat), ki desetkrat poveča delovanje serotonina. Ena molekula serotonina se veže na samo en receptor in kot odgovor na to se znotraj celice sintetizira na stotine molekul cikličnega AMP.
Ta majhna molekula je bistvena za nastanek spomina. Ciklični AMP omogoča delovanje drugih encimov. Na primer, v primeru pomnjenja in krepitve sinaptičnih povezav je to protein kinaza A, ki spremeni molekulo kalcijevega kanala v nevronski membrani. Zaradi tega začnejo kalcijevi ioni aktivno vstopati v celico. Električni potencial v živčnem končiču se poveča. Samo en živčni impulz je dovolj, da sprosti veliko več glutamata in prenese vzbujanje na motorični nevron.
Ljudje imamo več kot sto milijard nevronov. Vsak nevron je sestavljen iz telesa in procesov - običajno enega dolgega aksona in več kratkih razvejanih dendritov. Zahvaljujoč tem procesom se nevroni stikajo med seboj in tvorijo mreže in kroge, skozi katere krožijo živčni impulzi. Skozi življenje človeški možgani izgubljajo nevrone. Takšna celična smrt je genetsko programirana, vendar se za razliko od celic v drugih tkivih nevroni ne morejo deliti. V tem primeru deluje drugačen mehanizem: funkcije odmrlih živčnih celic prevzamejo njihovi "kolegi", ki se povečajo in tvorijo nove povezave, ki kompenzirajo neaktivnost odmrle celice.
Po splošnem prepričanju se živčne celice ne obnavljajo. Vendar to ni res: nevroni - celice živčnega sistema - se res ne morejo deliti kot celice drugih tkiv, ampak nastajajo in se razvijajo tudi v možganih odraslega človeka. Poleg tega lahko nevroni obnovijo izgubljene procese in stike z drugimi celicami.
Človeški živčni sistem je sestavljen iz osrednjega dela in perifernega dela. Osrednji del vključuje možgane in hrbtenjačo. Možgani vsebujejo največjo zbirko nevronov. Iz telesa vsakega segajo številni procesi, ki tvorijo stike s sosednjimi nevroni. Periferni del tvorijo hrbtenični, vegetativni in lobanjski vozli, živci in živčni končiči, ki zagotavljajo prevodnost živčnih impulzov v okončine, notranje organe in tkiva. V zdravem stanju je živčni sistem dobro usklajen mehanizem, če ena od povezav v zapleteni verigi ne izpolnjuje svojih funkcij, trpi celotno telo. Na primer, hude poškodbe možganov po kapi, Parkinsonovi bolezni, Alzheimerjevi bolezni vodijo v pospešeno odmiranje nevronov. Več desetletij so znanstveniki poskušali razumeti, ali je mogoče spodbuditi obnovo izgubljenih živčnih celic.
Pa vendar se regenerirajo
Prve znanstvene objave, ki potrjujejo rojstvo novih nevronov v možganih odraslih sesalcev, pripadajo ameriškemu raziskovalcu Josephu Altmanu. Leta 1962 je revija Science objavila njegov članek "Ali se v možganih odraslih sesalcev oblikujejo novi nevroni?", V katerem je Altman govoril o rezultatih svojega eksperimenta. S pomočjo električnega toka je uničil eno izmed struktur podganjih možganov (lateralno genikulatno telo) in tja vnesel radioaktivno snov, ki prodre v nove celice. Nekaj mesecev kasneje je Altman odkril nove radioaktivne nevrone v talamusu in možganski skorji. V naslednjih letih je Altman objavil še več člankov, ki dokazujejo obstoj nevrogeneze v možganih. Na primer, leta 1965 je bil njegov članek objavljen v reviji Nature. Kljub temu je imel Altman v znanstveni skupnosti veliko nasprotnikov, šele nekaj desetletij kasneje, v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, je bilo njegovo delo priznano, pojav rojstva novih nevronov – nevrogeneza – pa je postal eno najbolj fascinantnih področij nevrofiziologije.
Danes je že znano, da lahko nevroni nastanejo v možganih odraslega sesalca iz tako imenovanih nevronskih izvornih celic. Doslej je bilo ugotovljeno, da se to dogaja v treh predelih možganov: zobatem girusu hipokampusa, subventrikularnem predelu (v stranskih stenah stranskih prekatov možganov) in skorji malih možganov. V malih možganih je nevrogeneza najbolj aktivna. To področje možganov je odgovorno za pridobivanje in shranjevanje informacij o nezavednih avtomatiziranih veščinah - na primer, ko se učimo plesa, postopoma prenehamo razmišljati o gibih, izvajamo jih samodejno; informacije o teh pasovih so shranjene v malih možganih. Morda je za raziskovalce najbolj zanimiva nevrogeneza v zobatem girusu. Tu se rojevajo naša čustva, shranjujejo in obdelujejo prostorske informacije. Doslej ni bilo mogoče ugotoviti, kako novonastali nevroni vplivajo na že oblikovane spomine in sodelujejo z zrelimi celicami tega dela možganov. 
Poskusi s podganami v labirintih različnih zasnov pomagajo znanstvenikom razumeti, kaj se dogaja z novimi nevroni v možganih in kako se prilegajo dobro delujočemu delu že obstoječih celic živčnega sistema.
Labirint za spomin
Da bi razumeli, kako novi nevroni medsebojno delujejo s starimi, se aktivno proučuje učni proces živali v Morrisovem vodnem labirintu. Med poskusom je žival postavljena v bazen s premerom 1,2–1,5 m in globino 60 cm, stene bazena so drugačne, medtem ko je na določenem mestu v bazenu nekaj milimetrov pod vodo skrita ploščad. Laboratorijska podgana, potopljena v vodo, hitro začuti trdna tla pod nogami. Med plavanjem v bazenu se žival nauči, kje je ploščad, in jo naslednjič hitreje najde.
Z treniranjem podgan v Morrisovem vodnem labirintu je bilo mogoče dokazati, da nastajanje prostorskega spomina vodi v odmiranje najmlajših nevronov, vendar aktivno podpira preživetje celic, ki so nastale približno teden dni pred poskusom, tj. proces nastajanja spomina, uravnava se obseg novih nevronov. Hkrati nastanek novih nevronov omogoča nastanek novih spominov. V nasprotnem primeru se živali in ljudje ne bi mogli prilagoditi spreminjajočim se okoljskim razmeram.
Ugotovljeno je bilo, da srečanje z znanimi predmeti aktivira različne skupine nevronov v hipokampusu. Očitno vsaka skupina takih nevronov nosi spomin na določen dogodek ali kraj. Še več, življenje v raznolikem okolju spodbuja nevrogenezo v hipokampusu: miši, ki živijo v kletkah z igračami in labirinti, imajo v hipokampusu več na novo oblikovanih nevronov kot njihovi sorodniki iz standardnih praznih kletk.
Omeniti velja, da nevrogeneza aktivno poteka le v tistih delih možganov, ki so neposredno odgovorni za fizično preživetje: orientacija po vonju, orientacija v prostoru in za oblikovanje motoričnega spomina. Poučevanje abstraktnega mišljenja poteka aktivno v mladosti, ko možgani še rastejo in nevrogeneza vpliva na vsa področja. Toda po doseganju zrelosti se duševne funkcije razvijejo zaradi prestrukturiranja stikov med nevroni, ne pa zaradi pojava novih celic.
Kljub številnim neuspešnim poskusom se iskanje prej neznanih žarišč nevrogeneze v možganih odraslih nadaljuje. Ta smer velja ne le za temeljno znanost, ampak tudi za uporabne raziskave. Številne bolezni centralnega živčnega sistema so povezane z izgubo določene skupine možganskih nevronov. Če bi jim bilo mogoče vzgojiti nadomestek, bi premagali Parkinsonovo bolezen, številne manifestacije Alzheimerjeve bolezni, negativne posledice epilepsije ali možganske kapi.
Možganski obliži
Druga zanimiva metoda, ki so jo nevroznanstveniki sprejeli v svojih raziskavah, je implantacija embrionalnih izvornih celic v možgane odrasle živali za obnovitev izgubljenih funkcij. Doslej takšni poskusi vodijo do zavrnitve vnesenega tkiva ali celic zaradi močnega imunskega odziva, če pa se izvorne celice v nekaterih primerih ukoreninijo, se razvijejo v glialne celice (spremljevalno tkivo) in sploh ne v nevrone. Tudi če se bo v prihodnosti nevrogeneza lahko aktivirala v katerem koli predelu možganov, ni jasno, kako bodo novonastali nevroni tvorili povezave znotraj že vzpostavljene mreže živčnih celic in ali bodo to sploh zmogli. Če je hipokampus pripravljen na takšen proces, potem lahko pojav novih nevronov v drugih predelih možganov zmoti mreže, ki so bile vzpostavljene z leti; namesto pričakovane koristi bo morda povzročena le škoda. Kljub temu znanstveniki še naprej aktivno preučujejo možnosti nevrogeneze v drugih delih možganov. 
Na sliki je prikazan proces nastajanja novih nevronov v hipokampusu odraslega sesalca, ki je izpostavljen nizkim dozam sevanja. Novi nevroni so rdeči, glija pa zelena.
Nedavno, februarja 2010, je skupina kanadskih raziskovalcev z Univerze v Torontu in Univerze Waterloo objavila rezultate poskusov uporabe ciklosporina A kot stimulansa nevrogeneze. V celični kulturi je bilo dokazano, da ciklosporin A poveča rast in število celic na kolonijo, dajanje te snovi odraslim mišim pa je povzročilo povečanje nevronskih izvornih celic v možganih.
Poleg umetnih snovi se raziskujejo tudi lastnosti endogenih molekul, ki lahko pospešijo nevrogenezo. Največjo pozornost si zaslužijo nevrotrofični dejavniki, ki jih proizvaja telo živali. To so živčni rastni faktor (NGF), možganski nevrotrofični faktor (BDNF), nevrotrofini-1, -3 in -4.
Nevrotrofni dejavniki spadajo v skupino beljakovin, ki podpirajo rast, razvoj in preživetje živčnih celic. Če se nevrotrofični faktor dostavi na poškodovano območje možganov, se lahko smrt nevronov znatno upočasni in ohrani njihova vitalna aktivnost. Čeprav nevrotrofični dejavniki ne morejo aktivirati pojava novih živčnih celic v možganih, imajo edinstveno lastnost - aktivirajo obnovo procesov (aksonov) živčnih celic po poškodbi ali izgubi. Dolžina nekaterih aksonov doseže meter in prav aksoni vodijo živčne impulze iz možganov v naše okončine, notranje organe in tkiva. Celovitost teh poti je motena zaradi zlomov hrbtenice in premikov vretenc. Regeneracija aksonov je upanje za ponovno pridobitev sposobnosti premikanja rok in nog v takih primerih.
Kalčki in poganjki
Prva dela, ki dokazujejo možnost regeneracije aksonov, so bila objavljena leta 1981. Nato se je v reviji Science pojavil članek, ki je dokazoval, da je takšna regeneracija mogoča. Običajno več razlogov moti regeneracijo aksona, če pa se ovira odstrani, aksoni aktivno kalijo in ustvarijo nove stike namesto izgubljenih. Z začetkom proučevanja regeneracije aksonov se je odprlo novo obdobje v medicini, zdaj imajo ljudje s poškodbo hrbtenjače upanje, da se motorične sposobnosti lahko povrnejo. Te študije so bile deležne široke podpore, ne le v različnih raziskovalnih centrih. Tako je slavni igralec Christopher Reeve, ki je igral glavno vlogo v filmu "Superman" in je po zlomu hrbtenice postal invalid, skupaj z ženo ustanovil sklad za podporo tovrstnih raziskav - Christopher and Dana Reeve Paralysis Foundation. 
Nedavne raziskave nevroznanstvenikov ponujajo nekaj upanja za invalide na invalidskem vozičku zaradi poškodbe živčnega sistema.
Glavna ovira za regeneracijo aksona je tvorba brazgotinskega tkiva, ki ločuje poškodbe hrbtenjače ali perifernih živcev od okoliških celic. Menijo, da takšna brazgotina ščiti bližnja območja pred morebitnim prodiranjem toksinov iz poškodovanega območja. Zaradi tega se aksoni ne morejo prebiti skozi brazgotino. Dokazano je, da so osnova brazgotinskega tkiva beljakovinski glikani (hondroitin sulfat).
Raziskava, opravljena leta 1998 v laboratoriju profesorja Davida Muira na Univerzi Floridskega inštituta za možgane, je pokazala, da je mogoče s pomočjo bakterijskega encima hondroitinaze ABC razgraditi beljakovinske glikane. Toda tudi po odstranitvi mehanske ovire je rast aksona še vedno upočasnjena. Dejstvo je, da so na mestu poškodbe snovi, ki motijo regeneracijo, kot so MAG, OMgp, Nogo. Če jih blokirate, lahko dosežete znatno povečanje regeneracije.
Nazadnje je za uspešno rast aksonov pomembno vzdrževati visoko raven nevrotrofičnih dejavnikov. Kljub temu, da nevrotrofini pozitivno vplivajo na regeneracijo živčnega sistema, so klinične raziskave pokazale pomembne stranske učinke, kot so izguba teže, apetita, slabost in psihične težave. Za pospešitev regeneracije bi lahko matične celice vbrizgali na mesto poškodbe, vendar obstajajo dokazi, da lahko vsaditev matičnih celic v hrbtenjačo povzroči nastanek tumorjev.
Tudi če je akson zrasel in postal sposoben prevajati živčne impulze, to ne pomeni, da bodo udi začeli normalno delovati. Da se to zgodi, je potrebno veliko stikov (sinaps) med aksoni živčnih celic in mišičnimi vlakni, ki poganjajo človeško telo. Obnovitev takšnih stikov traja dolgo časa. Seveda lahko okrevanje pospešite, če izvajate posebne telesne vaje, vendar je v nekaj mesecih ali celo letih nemogoče popolnoma poustvariti sliko živčnih stikov, ki se je oblikovala desetletja, od prvega dne rojstva človeka. življenje. Število takih stikov je neizmerljivo, verjetno primerljivo s številom zvezd v vesolju.
A obstaja tudi pozitivna točka - navsezadnje se nam je v zadnjih letih uspelo umakniti, zdaj je vsaj jasno, na kakšne načine lahko poskusite pospešiti nevroregeneracijo.