Для чего нужны вставочные нейроны
Вставочный нейрон
Вставочный нейрон (синонимы: интернейрон, промежуточный нейрон; англ. interneuron, relay neuron, association neuron, bipolar neuron ) — нейрон, связанный только с другими нейронами, в отличие от двигательных нейронов, иннервирующих мышечные волокна, и сенсорных нейронов, преобразующих стимулы из внешней среды в электрические сигналы.
Примером работы интернейронов могут служить тормозные интернейроны неокортекса, избирательно снижающие активность части сигналов, приходящих из таламуса. Это позволяет мозгу сфокусироваться на определенной задаче, не отвлекаясь на ненужные стимулы.
Интернейроны содержатся только в центральной нервной системе. Подавляющая часть нейронов центральной нервной системы является вставочными нейронами.
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Вставочный нейрон» в других словарях:
Вставочный нейрон — нейрон, расположенный между сенсорным, афферентным нейроном и нейроном эффекторным, передающим команду исполнительному органу. В старых неврологических текстах чаще называется ассоциативным нейроном … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике
ВСТАВОЧНЫЙ НЕЙРОН — 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 … Толковый словарь по психологии
Нейрон Вставочный (Interneurone) — нейрон центральной нервной системы, который осуществляет связь между различными нейронами в рефлекторной дуге. Обычно он имеет множество отростков (дендритов), которые образуют протяженные цепи и пути внутри головного и спинного мозга. Источник:… … Медицинские термины
Нейрон ассоциативный — (вставочный, промежуточный) – нейрон, соединяющий разные нервные клетки путем передачи возбуждения от афферентного нейрона к эфферентному … Словарь терминов по физиологии сельскохозяйственных животных
Нейрон — (от греч. néuron нерв) неврон, нервная клетка, основная функциональная и структурная единица нервной системы (См. Нервная система); принимает сигналы, поступающие от рецепторов и др. Н., перерабатывает их и в форме нервных импульсов… … Большая советская энциклопедия
нейрон ассоциативный — см. Нейрон вставочный … Большой медицинский словарь
нейрон промежуточный — см. Нейрон вставочный … Большой медицинский словарь
НЕЙРОН ВСТАВОЧНЫЙ — (interneurone) нейрон центральной нервной системы, который осуществляет связь между различными нейронами в рефлекторной дуге. Обычно он имеет множество отростков (дендритов), которые образуют протяженные цепи и пути внутри головного и спинного… … Толковый словарь по медицине
нейрон веретеновидный — (n. fusiforme, LNH) мультиполярный вставочный Н. вытянутой формы, встречающийся в молекулярной пластинке коры полушарий большого мозга … Большой медицинский словарь
нейрон звездчатый — (n. stellatum, LNH) вставочный Н. звездчатой формы … Большой медицинский словарь
Где находятся вставочные нейроны, их функция в работе головного и спинного мозга
Вставочные нейроны (также интернейроны, кондукторные или промежуточные, interneuron) – тип нервных клеток, которые обычно расположены в интегральных частях нервной системы, чьи аксоны (выходные элементы) и дендриты (отростки) ограничены одной областью мозга.
Эта особенность отличает их от иных нейронов, 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 (ГАМК) 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 неокортекс (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 головного и спинного мозга 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. Ацетилхолин – нейромедиатор, 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
Вставочный нейрон: функции и роль в формировании нейронных сетей
Нейрон является специфической, электрически возбудимой клеткой в нервной системе человека и обладает уникальными особенностями. Его функции заключаются в обработке, хранении и передаче информации. Нейроны характеризуются сложным строением и узкой специализацией. Они также делятся на три вида. В этой статье подробно описывается вставочный нейрон и его роль в действии центральной нервной системы.
Классификация нейронов
Головной мозг человека насчитывает примерно 65 миллиардов нейронов, которые постоянно взаимодействуют между собой. Эти клетки подразделяются на несколько видов, каждый из которых выполняет свои особенные функции.
Чувствительный нейрон играет роль передатчика информации между органами чувств и центральными отделами человеческой нервной системы. Он воспринимает разнообразные раздражения, которые преобразовывает в нервные импульсы, а далее передает сигнал в головной мозг человека.
Двигательный – посылает импульсы в различные органы и ткани. В основном данный тип задействован в контроле над рефлексами спинного мозга.
За переработку и переключение импульсов отвечает вставочный нейрон. Функции данного типа клеток заключаются в получении и обработке информации от чувствительных и двигательных нейронов, между которыми они находятся. Более того, вставочные (или промежуточные) нейроны занимают 90 % центральной нервной системы человека, а также в больших количествах находятся во всех сферах головного и спинного мозга.
Строение промежуточных нейронов
Вставочный нейрон состоит из тела, аксона и дендритов. Каждая часть имеет свои специфические функции и отвечает за определенное действие. В его теле содержатся все компоненты, из которых созданы клеточные структуры. Важная роль этой части нейрона заключается в генерировании нервных импульсов и выполнении трофической функции. Продолговатый отросток, который несет сигнал от тела клетки, называется аксоном. Он делится на два типа: миелиновый и безмиелиновый. На конце аксона находятся различные синапсы. Третья составляющая нейронов – дендриты. Они являются короткими отростками, которые разветвляются в разные стороны. Их функция заключается в доставке импульсов к телу нейрона, что обеспечивает связь между различными видами нейронов центральной нервной системы.
Сфера воздействия
Что определяет область влияния вставочного нейрона? В первую очередь его собственное строение. В основном у клеток данного типа имеются аксоны, синапсы которых оканчиваются на нейронах этого же центра, что обеспечивает их объединение. Некоторые промежуточные нейроны активируются другими, из иных центров, а затем доставляют информацию в свой нейронный центр. Такие действия усиливают воздействие сигнала, который повторяется в параллельных путях, тем самым удлиняя срок хранения информационных данных в центре. В результате место, куда был доставлен сигнал, увеличивает надежность влияния на исполнительную структуру. Иные вставочные нейроны могут получать активацию от соединений двигательных «братьев» из своего центра. Потом они становятся передатчиками информации назад в свой центр, чем создают обратные связи. Таким образом, вставочный нейрон играет важную роль в образование особых замкнутых сетей, которые продлевают срок хранения информации в нервном центре.
Возбуждающий тип промежуточных нейронов
Вставочные нейроны делятся на два типа: возбуждающие и тормозные. При активации первых облегчается передача данных из одной нейронной группы в другую. Такую задачу выполняют именно «медленные» нейроны, которые имеют способность к длительной активации. Они передают сигналы на протяжении довольно длительного времени. Параллельно с этими действиями промежуточные нейроны активизируют и своих «быстрых» «коллег». Когда усиливается активность «медленных» нейронов, то уменьшается время реакции «быстрых». Одновременно с этим последние несколько замедляют работу «медленных».
Тормозной тип промежуточных нейронов
Вставочный нейрон тормозного типа приходит в активное состояние за счет прямых сигналов, которые поступают в их центр или исходят из него. Данное действие происходит путем обратных связей. Прямое возбуждение данного типа вставочных нейронов является характерным для промежуточных центров чувствительных путей спинного мозга. А в двигательных центрах коры головного мозга происходит активизация вставочных нейронов благодаря обратным связям.
Роль вставочных нейронов в работе спинного мозга
В работе спинного мозга человека важная роль отводится проводящим путям, которые расположены снаружи от пучков, исполняющих проводниковую функцию. Именно по этим дорожкам и передвигаются импульсы, которые посылает вставочный и чувствительный нейроны. Сигналы проходят вверх и вниз по этим путям, передавая различную информацию в соответствующие части мозга. Вставочные нейроны спинного мозга находятся в промежуточно-медиальном ядре, которое, в свою очередь, расположено в заднем роге. Промежуточные нейроны являются важной передней частью спинно-мозжечкового пути. На обратной стороне рога спинного мозга расположены волокна, состоящие из вставочных нейронов. Они образуют боковой спинно-таламический путь, который выполняет особую функцию. Он является проводником, то есть передает сигналы о болевых ощущениях и температурной чувствительности сначала в промежуточный мозг, а потом и в саму кору головного мозга.
Дополнительная информация о вставочных нейронах
В нервной системе человека вставочные нейроны выполняют особую и крайне важную функцию. Они связывают между собой различные группы нервных клеток, передают сигнал из головного мозга в спинной. Хотя именно этот тип является наиболее мелким по размерам. По форме вставочные нейроны напоминают звезду. Основное количество данных элементов располагается в сером веществе головного мозга, а их отростки не выступают за пределы центральной нервной системы человека.
Что такое вставочный нейрон
Вставочный нейрон, известный так же как ассоциативный или интернейрон, присутствует только в тканях ЦНС, взаимосвязан исключительно с другими нервными клетками. Эта особенность отличает его от сенсорных или моторных аналогов. Сенсорные взаимодействуют с другими системами организма, к примеру, с кожными рецепторами и органами чувств, когда преобразуют стимулы, поступающие из внешней среды в биоэлектрические сигналы. Моторные клетки иннервируют волокна мышечной ткани и обеспечивают двигательную активность человека.
Виды и характеристики нейронов
Нервные клетки, именуемые нейронами, принимают, отправляют и проводят биоэлектрические сигналы. Различают эфферентные (двигательные) нейроны – это компоненты ЦНС, которые перенаправляют сигналы исполнительным органам, к примеру, скелетным мышцам. Афферентные (чувствительные) нейроны – это такие клетки, которые воспринимают внешние и внутренние стимулы, что обеспечивает связь организма с внешней средой и реакции на изменение функциональной активности внутренних органов.
Вставочные клетки обеспечивают взаимосвязи в рамках общей нейрональной сети. Нейроны всех типов (чувствительные, эфферентные, ассоциативные) являются функциональными единицами, поддерживающими деятельность нервной системы, они находятся во всех тканях организма, где играют роль связующих звеньев между рецепторными (воспринимающими раздражающие стимулы) и эффекторными органами, которые отвечают на раздражающие стимулы.
К эффекторным органам относят мышцы и железы, к рецепторным – органы чувств. Значение проводимых сигналов существенно различается в зависимости от вида клетки и ее роли в функционировании ЦНС. К примеру, чувствительные, воспринимающие импульсы внешней среды, передают сигналы от кожных рецепторов и органов чувств в направлении головного мозга, двигательные нейроны перенаправляют команды, сформированные в мозге, вызывающие сокращение скелетных мышц и инициирующие движение.
Несмотря на разное значение биоэлектрических импульсов, их природа одинакова и заключается в изменении показателей электрического потенциала в области плазматической мембраны нервной клетки. Механизм распространения нервных импульсов основан на способности электрического возмущения, появившегося в одном месте клетки, передаваться на другие участки. При отсутствии факторов, усиливающих сигнал, импульсы затухают по мере удаления от источника возбуждения.
Сенсорный, известный так же как чувствительный – это афферентный нейрон, который проводит импульсы от дистальных участков организма к центральным отделам ЦНС. К примеру, сенсорные образуют волокна, отходящие от светочувствительных клеток органов зрения. Сигналы отходят от сетчатки глаза, направляясь по миллионам аксонов, принадлежащих структурам базальных ганглий, в направлении участка зрительной коры.
Чувствительный нейрон в совокупности с исполнительными (двигательными) нейронами образует простую рефлекторную дугу.
К примеру, коленный рефлекс – безусловная рефлекторная реакция растяжения, возникает в результате активности подобной рефлекторной дуги. Реакция в виде неконтролируемого разгибания голени происходит при механическом воздействии на сухожилие мышцы бедра, пролегающее под надколенником. Механизм реакции:
В механизме коленного рефлекса принимают участие интернейроны, которые передают тормозящие импульсы мотонейронам мышц-сгибателей, и другие вставочные нейроны, к примеру, клетки Реншоу. В механизме коленного рефлекса также задействованы гамма-мотонейроны, которые регулируют интенсивность растяжения веретен.
В спинном мозге, образованном серым веществом, расположены нейроны трех типов – моторные, вставочные, вегетативные. Причем вегетативные находятся в висцеральных (относящихся к внутренним органам) ядрах. Эти клетки взаимодействуют с афферентными (восходящие проводящие пути, которые передают импульсы от периферических рецепторов в центральные зоны ЦНС) волокнами, отвечающими за общую висцеральную чувствительность.
Висцеральные афференты проводят нервные сигналы (чаще болезненные или рефлекторные ощущения) от внутренних органов, элементов кровеносной системы, желез к соответствующим зонам ЦНС. Висцеральные афференты находятся в составе вегетативного отдела нервной системы. Рефлекторные дуги в рамках вегетативного отдела ЦНС отличаются строением от дуг соматического отдела.
Эфферентные компоненты (нисходящие проводящие пути, которые передают импульсы от корковых и подкорковых зон головного мозга к периферическим участкам) образованы нейронами двух видов – вставочными и эффекторными (двигательными). Вставочные находятся в ядрах, принадлежащих вегетативному отделу ЦНС. Название «вставочный» обусловлено расположением между чувствительным и двигательным нейроном.
Чувствительные
Чувствительный нейрон – это такой компонент нервной системы, который передает в мозг информацию о раздражителях, воздействующих на определенный участок тела. Примером раздражителей могут служить факторы: солнечный свет, механическое воздействие (удар, касание), действие химического вещества. Чувствительные нейроны расположены в ганглиях мозга – спинного и головного.
Связь, образованная с чувствительным нейроном, может провоцировать возбуждение или торможение, которое направляется по нервным волокнам к корковым отделам мозга. По мере возрастания уровня сенсорных путей, передаваемая информация перерабатывается с идентификацией важных признаков. Чувствительные относятся к псевдоуниполярным нейронам – их аксон и дендриты отходят от тела вместе, впоследствии разделяются и находятся в спинном, головном мозге (аксон) и в периферических отделах тела (дендриты).
Вставочные
Вставочные нейроны передают преобразованные нервные импульсы, полученные в результате обработки сенсорной информации, поступившей из разных источников, к примеру, от органов зрения и кожных рецепторов. В результате переработанная информация становится исходными данными для формирования адекватных двигательных команд.
Двигательные
Двигательные нервные клетки бывают двух видов – крупные и мелкие. В первом случае речь идет об α-мотонейронах, во втором – о γ-мотонейронах. Альфа-мотонейроны присутствуют в базальных ядрах латеральной (ближе к боковой плоскости) и медиальной (ближе к срединной плоскости) локализации. Это самые крупные клетки, присутствующие нервной ткани.
Их аксоны взаимодействуют с поперечнополосатыми волокнами, содержащимися в составе скелетных мышц. В результате образуются синапсы (места передачи нервных сигналов). Аксоны альфа-мотонейронов взаимосвязаны со вставочными аналогами, известными так же как клетки Реншоу, что приводит к формированию коллатеральных путей и тормозных синапсов в спинном мозге.
Гамма-мотонейроны находятся в составе нервно-мышечного веретена, которое представляет собой сложный рецептор, состоящий из нервных окончаний (афферентных, эфферентных). Главная функция нервно-мышечных веретен заключается в регуляции силы и скорости сокращения или растяжения мускулатуры скелета.
Строение и функции
Вставочная клетка состоит из тела, от которого отходят единичный аксон и дендриты. Дендриты вставочных клеток чаще короткие. Их аксоны вариативно переходят в границах спинного мозга из задних рогов в передние (замыкают дугу на уровне отрезка спинного мозга) или распространяются в область других уровней мозговых структур – спинных, головных.
Одна из функций вставочных нейронов – торможение интенсивности некоторых сигналов. К примеру, интернейроны неокортекса (новой коры, отвечающей за высшие психические функции – сенсорное восприятие, осознанное мышление, произвольную двигательную активность, речь) избирательно понижают интенсивность части сигналов, поступающих из таламуса, чтобы предотвратить необходимость отвлекаться на посторонние, малозначащие стимулы. Если импульсация, спровоцированная внешним стимулом, недостаточно сильна, она может затухнуть, не доходя до коркового слоя головного мозга.
Область влияния вставочных клеток ограничена индивидуальными особенностями строения – длина отростков-аксонов, количество коллатеральных ответвлений. Обычно вставочные оснащены аксонами с терминалями (концевой участок, представленный синаптическим окончанием – местом контакта с другими клетками), заканчивающимися в пределах одного центра, что обуславливает интеграцию в рамках группы.
Вставочные нейроны замыкают рефлекторные дуги, они воспринимают возбуждение от афферентных нервных структур, перерабатывают данные и передают их двигательным нейронам. Ассоциативные клетки играют ведущую роль в формировании нейрональных сетей, где продлевается срок хранения поступающей и переработанной информации.
Порядок взаимодействия
Рефлекторная регуляция функций организма в интерпретированной, упрощенной форме описана в учебнике биологии для 8-го класса. Вставочные, сенсорные и двигательные нейроны взаимосвязаны. Характер взаимодействия зависит от вида функций нервной системы. Примерный порядок взаимодействия в случае функций чувствительных нейронов, которые локализованы в области кожных покровов:
Произвольные движения мышц осуществляются благодаря активности мотонейронов, находящихся в корковой двигательной зоне. Мотонейроны инициируют движение – сигнал поступает в скелетные мышцы по эфферентным волокнам. В то время как основные сигналы, отправленные мотонейронами, поступают к мышечной ткани, возбуждение распространяется на другие участки мозга, к примеру, на область оливы и мозжечка, где происходит тонкая настройка планирующегося действия.
Вставочные клетки играют роль посредников, обеспечивающих связь между эфферентными и афферентными нервными клетками.
Для чего нужны вставочные нейроны
а) Передние мотонейроны. 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.
в) 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 (Аγ) со средним диметром около 5 мкм.
Они иннервируют небольшие особые волокна скелетных мышц, называемые интрафузальными мышечными волокнами, которые показаны на рисунке ниже.
Мышечное веретено, его связи с крупными экстрафузальными мышечными волокнами. Обратите внимание также на моторную и сенсорную иннервации мышечного веретена
Эти волокна составляют центральную часть мышечных веретен, участвующих в регуляции мышечного тонуса.
г) 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 в отдельной статье на сайте (просим вас пользоваться формой поиска выше).
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 этих статьях по физиологии на сайте 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. На первом рисунке наверху видно, что 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.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021