Neurônio motor. Impulso nervoso

Uma pessoa atua como uma espécie de coordenador em nosso corpo. Ele transmite comandos do cérebro para músculos, órgãos, tecidos e processa sinais provenientes deles. Um impulso nervoso é usado como uma espécie de portador de dados. O que ele é? A que velocidade isso funciona? Estas, bem como uma série de outras questões, podem ser respondidas neste artigo.

O que é um impulso nervoso?

Este é o nome da onda de excitação que se espalha ao longo das fibras em resposta à irritação dos neurônios. Graças a este mecanismo, a informação é transmitida de vários receptores para a central sistema nervoso. E dele, por sua vez, para diferentes órgãos (músculos e glândulas). Mas o que representa este processo a nível fisiológico? O mecanismo de transmissão do impulso nervoso é que as membranas dos neurônios podem alterar seu potencial eletroquímico. E o processo que nos interessa ocorre na área das sinapses. A velocidade do impulso nervoso pode variar de 3 a 12 metros por segundo. Falaremos sobre isso com mais detalhes, bem como sobre os fatores que o influenciam.

Estudo de estrutura e trabalho

A passagem de um impulso nervoso foi demonstrada pela primeira vez pelos cientistas alemães E. Hering e G. Helmholtz usando o exemplo de um sapo. Foi então estabelecido que o sinal bioelétrico se propaga na velocidade previamente indicada. Em geral, isso é possível graças a uma construção especial: em alguns aspectos, eles se assemelham a um cabo elétrico. Portanto, se traçarmos paralelos com ele, então os condutores são os axônios e os isolantes são suas bainhas de mielina (são uma membrana celular de Schwann, que é enrolada em várias camadas). Além disso, a velocidade do impulso nervoso depende principalmente do diâmetro das fibras. O segundo fator mais importante é a qualidade do isolamento elétrico. Aliás, o corpo utiliza como material a mielina lipoproteica, que possui propriedades dielétricas. Fora isso condições iguais, quanto maior for a sua camada, mais rápido os impulsos nervosos viajarão. Mesmo em este momento Não se pode dizer que este sistema tenha sido totalmente estudado. Muito do que se relaciona com nervos e impulsos ainda permanece um mistério e um assunto de pesquisa.

Características de estrutura e funcionamento

Se falamos sobre o trajeto do impulso nervoso, deve-se notar que a fibra não é percorrida em todo o seu comprimento. As características do projeto são tais que a situação atual pode ser melhor comparada com a criação de acoplamentos cerâmicos isolantes que são firmemente amarrados na haste de um cabo elétrico (embora neste caso em um axônio). Como resultado, existem pequenas áreas elétricas não isoladas a partir das quais a corrente iônica pode fluir facilmente do axônio para o ambiente (ou vice-versa). Isso irrita a membrana. Como resultado, a geração é causada em áreas que não estão isoladas. Este processo é chamado de interceptação de Ranvier. A presença de tal mecanismo permite que o impulso nervoso se espalhe muito mais rapidamente. Vamos falar sobre isso com exemplos. Assim, a velocidade de condução do impulso nervoso em uma fibra mielinizada espessa, cujo diâmetro varia entre 10-20 mícrons, é de 70-120 metros por segundo. Já para quem tem uma estrutura abaixo do ideal esse número é 60 vezes menor!

Onde eles são criados?

Os impulsos nervosos se originam nos neurônios. A capacidade de criar tais “mensagens” é uma de suas principais propriedades. Impulso nervoso garante a rápida propagação de sinais semelhantes ao longo dos axônios para longa distância. Portanto este é o mais ferramenta importante organismo para a troca de informações dentro dele. Os dados sobre irritação são transmitidos alterando sua frequência. Aqui opera um complexo sistema de periódicos, que pode contar centenas de impulsos nervosos em um segundo. A eletrônica de computadores funciona segundo um princípio semelhante, embora muito mais complicado. Assim, quando os impulsos nervosos surgem nos neurônios, eles são codificados de uma determinada maneira e só então são transmitidos. Neste caso, as informações são agrupadas em “pacotes” especiais que possuem número diferente e a natureza do seguinte. Tudo isso junto forma a base da atividade elétrica rítmica do nosso cérebro, que pode ser registrada por meio de um eletroencefalograma.

Tipos de células

Falando sobre a sequência de passagem de um impulso nervoso, não podemos ignorar os neurônios através dos quais os sinais elétricos são transmitidos. Então, graças a eles, diferentes partes do nosso corpo trocam informações. Dependendo de sua estrutura e funcionalidade, distinguem-se três tipos:

Receptor (sensível). Eles codificam e transformam em impulsos nervosos todos os estímulos térmicos, químicos, sonoros, mecânicos e luminosos.
Inserção (também chamada de condutor ou fechamento). Eles servem para processar e trocar impulsos. O maior número deles é encontrado no cérebro humano e na medula espinhal.
Efetor (motor). Eles recebem comandos do sistema nervoso central para realizar certas ações (sob sol forte, fechar os olhos com a mão e assim por diante).

Cada neurônio possui um corpo celular e um processo. O caminho de um impulso nervoso através do corpo começa com o último. Existem dois tipos de brotos:

Dendritos. A eles é confiada a função de perceber a irritação dos receptores neles localizados.
Axônios. Graças a eles, os impulsos nervosos são transmitidos das células para o órgão ativo.

Falando sobre a condução dos impulsos nervosos pelas células, é difícil não falar de um ponto interessante. Então, quando eles estão em repouso, digamos, a bomba de sódio-potássio está empenhada em mover íons de forma a obter o efeito de água doce por dentro e salgada por fora. Devido ao desequilíbrio resultante, diferenças de potencial através da membrana podem ser observadas até 70 milivolts. Para efeito de comparação, isso é 5% do normal, mas assim que o estado da célula muda, o equilíbrio resultante é perturbado e os íons começam a mudar de lugar. Isso acontece quando o caminho de um impulso nervoso passa por ele. Devido à ação ativa dos íons, essa ação também é chamada de potencial de ação. Quando chega a um determinado ponto, iniciam-se processos inversos e a célula atinge um estado de repouso.

Sobre o potencial de ação

Falando sobre a transformação de um impulso nervoso e sua propagação, deve-se notar que pode atingir apenas alguns milímetros por segundo. Então, os sinais da mão para o cérebro levariam minutos, o que claramente não é bom. É aqui que a bainha de mielina discutida anteriormente desempenha o seu papel no aumento do potencial de ação. E todos os seus “passes” são colocados de forma que só tenham um efeito positivo na velocidade de transmissão do sinal. Assim, quando um impulso atinge o final da parte principal de um corpo de axônio, ele é transmitido para a próxima célula ou (se falarmos sobre o cérebro) para numerosos ramos de neurônios. Nestes últimos casos, funciona um princípio ligeiramente diferente.

Como tudo funciona no cérebro?

Vamos falar sobre qual sequência de transmissão dos impulsos nervosos funciona nas partes mais importantes do nosso sistema nervoso central. Aqui, os neurônios são separados de seus vizinhos por pequenas lacunas chamadas sinapses. O potencial de ação não consegue passar por eles, então procura outra maneira de chegar à próxima célula nervosa. No final de cada processo existem pequenos sacos chamados vesículas pré-sinápticas. Cada um deles contém compostos especiais - neurotransmissores. Quando um potencial de ação chega até eles, as moléculas são liberadas dos sacos. Eles atravessam a sinapse e se ligam a receptores moleculares especiais localizados na membrana. Nesse caso, o equilíbrio é perturbado e, provavelmente, surge um novo potencial de ação. Isso ainda não se sabe ao certo; os neurofisiologistas ainda estudam o assunto até hoje.

O trabalho dos neurotransmissores

Quando transmitem impulsos nervosos, existem várias opções para o que acontecerá com eles:

Eles se difundirão.
Sofrerá decomposição química.
Eles retornarão às suas bolhas (isso é chamado de recaptura).

No final do século 20, foi feita uma descoberta surpreendente. Os cientistas aprenderam que os medicamentos que afectam os neurotransmissores (e a sua libertação e recaptação) podem alterar condição mental pessoa de uma forma fundamental. Por exemplo, vários antidepressivos como o Prozac bloqueiam a recaptação da serotonina. Existem algumas razões para acreditar que uma deficiência no neurotransmissor cerebral dopamina é a culpada pela doença de Parkinson.

Agora, os pesquisadores que estudam os estados limítrofes da psique humana estão tentando descobrir como tudo isso afeta a mente humana. Bem, por enquanto não temos uma resposta para uma questão tão fundamental: o que faz com que um neurônio crie um potencial de ação? Por enquanto, o mecanismo de “lançamento” desta célula é um segredo para nós. Particularmente interessante do ponto de vista deste enigma é o trabalho dos neurônios no cérebro principal.

Em suma, podem trabalhar com milhares de neurotransmissores enviados pelos seus vizinhos. Os detalhes relativos ao processamento e integração deste tipo de impulsos são-nos quase desconhecidos. Embora muitos grupos de pesquisa estejam trabalhando nisso. No momento, aprendemos que todos os impulsos recebidos são integrados e o neurônio decide se é necessário manter o potencial de ação e transmiti-lo posteriormente. O funcionamento do cérebro humano baseia-se neste processo fundamental. Bem, então não é surpreendente que não saibamos a resposta para este enigma.

Algumas características teóricas

No artigo, “impulso nervoso” e “potencial de ação” foram utilizados como sinônimos. Em teoria isso é verdade, embora em alguns casos seja necessário levar em consideração algumas características. Então, se você entrar em detalhes, o potencial de ação é apenas parte do impulso nervoso. Com um exame detalhado dos livros científicos, você pode descobrir que esse é apenas o nome da mudança na carga da membrana de positiva para negativa e vice-versa. Já um impulso nervoso é entendido como um processo eletroquímico estrutural complexo. Ele se espalha pela membrana do neurônio como uma onda itinerante de mudança. O potencial de ação é apenas o componente elétrico de um impulso nervoso. Caracteriza as alterações que ocorrem com a carga de uma área local da membrana.

Onde os impulsos nervosos são criados?

Onde eles começam sua jornada? A resposta a esta pergunta pode ser dada por qualquer aluno que tenha estudado diligentemente a fisiologia da excitação. Existem quatro opções:

Extremidade do receptor do dendrito. Se existir (o que não é fato), então é possível que exista um estímulo adequado, que criará primeiro um potencial gerador e depois um impulso nervoso. Os receptores de dor funcionam de maneira semelhante.
Membrana da sinapse excitatória. Via de regra, isso só é possível na presença de irritação grave ou seu somatório.
Zona de gatilho dendrítica. Nesse caso, potenciais pós-sinápticos excitatórios locais são formados em resposta ao estímulo. Se o primeiro nódulo de Ranvier for mielinizado, eles serão somados a ele. Devido à presença de uma seção de membrana com sensibilidade aumentada, surge aqui um impulso nervoso.
Colina de axônio. Este é o nome dado ao local onde começa o axônio. O monte é o mais frequente para criar impulsos em um neurônio. Em todos os outros locais considerados anteriormente, sua ocorrência é muito menos provável. Isso se deve ao fato de que aqui a membrana apresenta sensibilidade aumentada, bem como sensibilidade diminuída.Portanto, quando começa a soma de numerosos potenciais pós-sinápticos excitatórios, o outeirinho reage a eles primeiro.

Exemplo de propagação de excitação

Falar em termos médicos pode causar mal-entendidos sobre certos pontos. Para eliminar isso, vale a pena passar brevemente pelos conhecimentos apresentados. Tomemos como exemplo um incêndio.

Lembre-se das notícias do verão passado (você também poderá ouvir isso novamente em breve). O fogo está se espalhando! Ao mesmo tempo, árvores e arbustos queimados permanecem em seus lugares. Mas a frente de incêndio está se afastando cada vez mais do local onde o incêndio ocorreu. O sistema nervoso funciona de maneira semelhante.

Muitas vezes é necessário acalmar a excitação do sistema nervoso que começou. Mas isso não é tão fácil de fazer como no caso de um incêndio. Para isso, é feita interferência artificial no funcionamento do neurônio (para fins terapêuticos) ou são utilizados diversos meios fisiológicos. Isso pode ser comparado a despejar água no fogo.

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Neurônios

Nos animais superiores, as células nervosas formam os órgãos do sistema nervoso central (SNC) – o cérebro e a medula espinhal – e o sistema nervoso periférico (SNP), que inclui os nervos e seus processos que conectam o SNC aos músculos, glândulas e receptores. .

Estrutura

As células nervosas não se reproduzem por mitose (divisão celular). Os neurônios são chamados de células amitóticas - se forem destruídos, não se recuperarão. Os gânglios são feixes de células nervosas fora do sistema nervoso central. Todos os neurônios são compostos pelos seguintes elementos.

Corpo celular. Estes são o núcleo e o citoplasma.

Axônio.É uma extensão longa e fina que transmite informações do corpo celular para outras células por meio de conexões chamadas sinapses. Alguns axônios têm menos de um centímetro de comprimento, enquanto outros têm mais de 90 cm. A maioria dos axônios é cercada por uma substância protetora chamada bainha de mielina, que ajuda a acelerar o processo de transmissão dos impulsos nervosos. As constrições no axônio em um determinado intervalo são chamadas de nós de Ranvier.

Dendritos.É uma rede de fibras curtas que se estendem do axônio, ou corpo celular, e conectam as extremidades dos axônios de outros neurônios. Os dendritos fornecem informações à célula, recebendo e transmitindo sinais. Cada neurônio pode ter centenas de dendritos.

Estrutura do neurônio

Funções

Os neurônios entram em contato eletroquimicamente, transmitindo impulsos por todo o corpo.

Bainha de mielina

. As células de Schwann enrolam-se em torno de um ou mais axônios (A), formando a bainha de mielina.
. Consiste em várias camadas (possivelmente 50-100) de membranas plasmáticas (b), entre os quais circula o citosol líquido (citoplasma desprovido de hipocondria e outros elementos do retículo endoplasmático), com exceção da camada superior (V).
. A bainha de mielina ao redor do axônio longo é dividida em segmentos, cada um formado por uma célula de Schwann separada.
. Os segmentos adjacentes são separados por estreitamentos chamados nós de Ranvier. (G), onde o axônio não possui bainha de mielina.

Impulsos nervosos

Nos animais superiores, os sinais são enviados por todo o corpo e pelo cérebro na forma de impulsos elétricos transmitidos pelos nervos. Os nervos criam impulsos quando ocorre uma mudança física, química ou elétrica na membrana celular.

1 neurônio em repouso

Um neurônio em repouso tem uma carga negativa dentro da membrana celular (a) e uma carga positiva fora desta membrana (b). Este fenômeno é denominado potencial residual de membrana.

É apoiado por dois fatores:

Diferentes permeabilidades da membrana celular aos íons sódio e potássio, que possuem a mesma carga positiva. O sódio se difunde (passa) para dentro da célula mais lentamente do que o potássio sai dela.

Troca sódio-potássio, na qual mais íons positivos saem da célula do que entram nela. Como resultado, acumula-se fora da membrana celular o máximo deíons positivos do que dentro dele.

2 Neurônio estimulado

Quando um neurônio é estimulado, a permeabilidade de alguma parte da membrana celular muda. Os íons positivos de sódio (g) começam a entrar na célula mais rapidamente do que na posição de repouso, o que leva a um aumento no potencial positivo dentro da célula. Este fenômeno é chamado de despolarização.

3 Impulso nervoso

A despolarização se espalha gradualmente por toda a membrana celular (e). Gradualmente, as cargas nas laterais da membrana celular mudam (não por enquanto). Este fenômeno é chamado de polarização reversa. Este é, em essência, um impulso nervoso transmitido ao longo da membrana celular de uma célula nervosa.

4 Repolarização

A permeabilidade da membrana celular muda novamente. Os íons positivos de sódio (Na+) começam a sair da célula (e). Finalmente, uma carga positiva é formada novamente fora da célula e uma carga positiva é formada dentro dela. Este processo é chamado de repolarização.

IMPULSO NERVOSO

Uma onda de excitação se espalha ao longo da fibra nervosa e serve para transmitir informações da periferia. terminações receptoras (sensíveis) aos centros nervosos, dentro do centro. sistema nervoso e dele para o aparelho executivo - músculos e glândulas. Passagem de N. e. acompanhado por eletricidade de transição processos que podem ser registrados com eletrodos extracelulares e intracelulares.

Geração, transmissão e processamento de N. e. realizado pelo sistema nervoso. Básico O elemento estrutural do sistema nervoso dos organismos superiores é a célula nervosa, ou neurônio, que consiste em um corpo celular e é numeroso. processos - dendritos (Fig. 1). Um dos processos em não-riferiformes. neurônios tem comprimento maior- esta é uma fibra nervosa, ou axônio, cujo comprimento é de aproximadamente 1 m e a espessura é de 0,5 a 30 mícrons. Existem duas classes de fibras nervosas: polpudas (mielinizadas) e não pulpares. As fibras da polpa possuem mielina, formada por fibras especiais. membrana, as bordas, como o isolamento, são enroladas no axônio. O comprimento das seções da bainha de mielina contínua varia de 200 µm a 1 mm, são interrompidas pelas chamadas. nós de Ranvier com 1 µm de largura. A bainha de mielina desempenha um papel isolante; a fibra nervosa nessas áreas é passiva, eletricamente ativa apenas nos nódulos de Ranvier. As fibras que não são de celulose não são isoladas. parcelas; sua estrutura é uniforme ao longo de todo o comprimento e a membrana é eletricamente atividade em toda a superfície.

As fibras nervosas terminam nos corpos ou dendritos de outras células nervosas, mas são separadas delas intermediáriamente.

uma largura assustadora de ~ 10 nm. Essa área de contato entre duas células é chamada. sinapse. A membrana do axônio que entra na sinapse é chamada pré-sináptica, e a membrana correspondente dos dendritos ou músculos é pós-sináptica (ver. Estruturas celulares).

Em condições normais, uma série de fibras nervosas corre constantemente ao longo da fibra nervosa, originando-se nos dendritos ou no corpo celular e espalhando-se ao longo do axônio na direção do corpo celular (o axônio pode conduzir fibras nervosas em ambas as direções). A frequência desses periódicos as descargas trazem informações sobre a intensidade da irritação que as causou; por exemplo, com atividade moderada, a frequência é de aproximadamente 50-100 impulsos/s. Existem células que descarregam a uma frequência de ~1500 pulsos/s.

Velocidade de propagação de N. e. você . depende do tipo de fibra nervosa e seu diâmetro d, você . ~ d 1/2. Nas fibras finas do sistema nervoso humano você . ~ 1 m/s, e em fibras grossas você . ~ 100-120m/s.

Cada N. e. ocorre como resultado da irritação do corpo da célula nervosa ou da fibra nervosa. N. e. sempre tem as mesmas características (forma e velocidade) independente da força da estimulação, ou seja, com estimulação subliminar de N. e. não ocorre de forma alguma, mas quando acima do limite tem amplitude total.

Após a excitação, inicia-se um período refratário, durante o qual a excitabilidade da fibra nervosa diminui. Existem abdominais. o período refratário, quando a fibra não pode ser excitada por nenhum estímulo, e refere-se. período refratário, quando possível, mas seu limiar é superior ao normal. Abdômen. o período refratário limita acima a frequência de transmissão de N. e. A fibra nervosa tem a propriedade de acomodação, ou seja, acostuma-se à estimulação constante, que se expressa no aumento gradativo do limiar de excitabilidade. Isso leva a uma diminuição na frequência de N. e. e até mesmo ao seu completo desaparecimento. Se a estimulação aumentar lentamente, a excitação pode não ocorrer mesmo depois de atingir o limiar.

Figura 1. Diagrama da estrutura de uma célula nervosa.

Ao longo da fibra nervosa N. e. se espalha na forma de eletricidade. potencial. Na sinapse, o mecanismo de propagação muda. Quando N. e. atinge o pré-sináptico. finais, em sináptica. a lacuna libera um produto químico ativo. - M e d i a t o r. O transmissor se difunde através da sináptica. lacuna e altera a permeabilidade do pós-sináptico. membrana, por isso aparece nela, gerando novamente espalhamento. É assim que a química funciona. sinapse. Também há elétrico. sinapse quando. o neurônio é excitado eletricamente.

Excitação N. e. Física. ideias sobre o surgimento da eletricidade. potenciais nas células são baseados nos chamados. teoria da membrana. As membranas celulares separam eletrólitos de diferentes concentrações e possuem um birato. permeabilidade para certos íons. Assim, a membrana do axônio é uma fina camada de lipídios e proteínas com aproximadamente 7 nm de espessura. Seu elétrico Resistência em repouso ~ 0,1 Ohm. m 2, e a capacidade é de ~ 10 mf/m 2. Dentro do axônio há uma alta concentração de íons K + e uma baixa concentração de íons Na + e Cl -, e em ambiente- vice-versa.

No estado de repouso, a membrana do axônio é permeável aos íons K +. Devido à diferença nas concentrações C 0 K . no ramal. e C em interno soluções, o potencial de membrana de potássio é estabelecido na membrana

Onde T - abdômen. temp-pa, e- carga eletrônica. Um potencial de repouso de ~-60 mV é de fato observado na membrana do axônio, correspondendo ao valor indicado.

Os íons Na + e Cl - penetram na membrana. Para manter a necessária distribuição desequilibrada de íons, a célula utiliza um sistema de transporte ativo, que consome energia celular para o trabalho. Portanto, o estado de repouso da fibra nervosa não é termodinamicamente equilibrado. É estacionário devido à ação de bombas de íons, e o potencial de membrana em condições de circuito aberto é determinado pela igualdade a zero da corrente elétrica total. atual

O processo de excitação nervosa se desenvolve da seguinte forma (ver também Biofísica). Se um pulso de corrente fraco for passado através do axônio, levando à despolarização da membrana, após a remoção do externo. impacto, o potencial retorna monotonicamente para nível original. Nessas condições, o axônio se comporta como uma corrente elétrica passiva. circuito que consiste em um capacitor e DC. resistência.

Arroz. 2. Desenvolvimento de potencial de ação no sistema nervosoLocke: A- sublimiar ( 1 ) e supralimiar (2) irritação; b-resposta da membrana; com estimulação acima do limite, ocorre suor totalação social; V- corrente de íons fluindo membrana quando excitada; G - aproximação corrente de íons em um modelo analítico simples.

Se o pulso de corrente exceder um determinado valor limite, o potencial continuará a mudar mesmo depois que a perturbação for desligada; o potencial torna-se positivo e só então retorna ao nível de repouso, e a princípio até salta um pouco (região de hiperpolarização, Fig. 2). A resposta da membrana não depende da perturbação; esse impulso é chamado potencial de acção. Ao mesmo tempo, uma corrente iônica flui através da membrana, direcionada primeiro para dentro e depois para fora (Fig. 2, V).

Fenomenológico interpretação do mecanismo de ocorrência de N. e. foi fornecido por A. L. Hodgkin e A. F. Huxley em 1952. A corrente iônica total é composta por três componentes: potássio, sódio e corrente de fuga. Quando o potencial da membrana muda para um valor limite j* (~ 20 mV), a membrana torna-se permeável aos íons Na +. Os íons Na + entram na fibra, mudando o potencial da membrana até atingir o potencial de equilíbrio do sódio:

componente ~ 60 mV. Portanto, a amplitude total do potencial de ação atinge ~120 mV. No momento em que o máximo. potencial na membrana, o potássio começa a se desenvolver (e ao mesmo tempo o sódio diminui). Como resultado, a corrente de sódio é substituída por uma corrente de potássio direcionada para fora. Esta corrente corresponde a uma diminuição do potencial de ação.

Estabelecido empiricamente. equação para descrever as correntes de sódio e potássio. O comportamento do potencial de membrana durante a excitação espacialmente uniforme da fibra é determinado pela equação:

Onde COM - capacidade da membrana, EU- corrente iônica, composta por potássio, sódio e corrente de fuga. Essas correntes são determinadas pelo poste. fem j K , j Na e j eu e condutividades g K, g Na e gl:

Tamanho g eu considerada constante, condutividade g Na e g K é descrito usando parâmetros eu, h E P:

g N / D, g K - constantes; opções º E P satisfazer equações lineares

Dependência do coeficiente a . e b do potencial de membrana j (Fig. 3) são selecionados a partir da melhor condição de ajuste

Arroz. 3. Dependência de coeficientesa. Ebde membranasgrande potencial.

curvas calculadas e medidas EU(t). A escolha dos parâmetros foi orientada pelas mesmas considerações. Dependência de valores estacionários º E P do potencial de membrana é mostrado na Fig. 4. Existem modelos com um grande número de parâmetros. Assim, a membrana da fibra nervosa é um condutor iônico não linear, cujas propriedades dependem significativamente das propriedades elétricas. Campos. O mecanismo de geração de excitação é pouco compreendido. A equação de Hodgkin-Huxley fornece apenas evidências empíricas bem-sucedidas. descrição do fenômeno, para o qual não existe um físico específico. modelos. Portanto, uma tarefa importante é estudar os mecanismos do fluxo elétrico. corrente através de membranas, em particular através de eletricidade controlada. canais iônicos de campo.

Arroz. 4. Dependência de valores estacionários º E P do potencial de membrana.

Distribuição de N. e. N. e. pode se propagar ao longo da fibra sem atenuação e com DC. velocidade. Isto se deve ao fato de que a energia necessária para a transmissão do sinal não provém de centro único, mas é escavado na hora, em cada ponto da fibra. De acordo com os dois tipos de fibras, existem duas formas de transmissão de N. e.: contínua e saltatória (espasmódica), quando o impulso se move de um nó de Ranvier para outro, saltando sobre áreas de isolamento de mielina.

No caso de amielinizados potencial de membrana de fibra j ( x, t) é determinado pela equação:

Onde COM - capacidade da membrana por unidade de comprimento de fibra, R- a soma das resistências longitudinais (intracelulares e extracelulares) por unidade de comprimento de fibra; EU- corrente iônica fluindo através da membrana de uma fibra de comprimento unitário. Elétrico atual EUé um funcional do potencial j, que depende do tempo t e coordenadas X. Esta dependência é determinada pelas equações (2) - (4).

Tipo de funcionalidade EU específico para um ambiente biologicamente excitável. No entanto, a equação (5), se ignorarmos o tipo EU, tem mais caráter geral e descreve muitos aspectos físicos fenômenos, por exemplo processo de combustão. Portanto, a transmissão de N. e. comparado à queima de um cordão de pólvora. Se em uma chama corrente o processo de ignição é realizado devido à condutividade térmica, então em N. e. a excitação ocorre com a ajuda dos chamados. correntes locais (Fig. 5).

Arroz. 5. Correntes locais que garantem a propagaçãoperda de impulso nervoso.

Equação de Hodgkin-Huxley para disseminação de N. e. foram resolvidos numericamente. As soluções obtidas juntamente com os experimentos acumulados. os dados mostraram que a disseminação de N. e. não depende dos detalhes do processo de excitação. Qualidade imagem da propagação de N. e. pode ser obtido usando modelos simples que refletem apenas propriedades gerais excitação. Esta abordagem permitiu calcular a forma de N. e. em uma fibra homogênea, sua alteração na presença de heterogeneidades, e até mesmo regimes complexos de propagação de excitação em meios ativos, por exemplo. no músculo cardíaco. Existem vários matemática. modelos deste tipo. O mais simples deles é este. A corrente iônica que flui através da membrana durante a passagem do nitrogênio tem sinais alternados: primeiro ela flui para dentro da fibra e depois para fora. Portanto, pode ser aproximado por uma função constante por partes (Fig. 2, G). A excitação ocorre quando o potencial de membrana muda em um valor limite j*. Neste momento, surge uma corrente direcionada para dentro da fibra e de igual magnitude j". Depois de t" a corrente muda para o oposto, igual a j". Isso continua por um tempo ~ t ". Uma solução auto-similar para a equação (5) pode ser encontrada em função da variável t =x/ você , onde você - velocidade de propagação de N. e. (Figura 2, b).

Em fibras reais, o tempo t" é bastante longo, portanto só ele determina a velocidade u , para este tipo a seguinte fórmula é válida: . Considerando que j" ~ ~d, R~d 2 e COM~ d, Onde d- diâmetro da fibra, descobrimos, de acordo com o experimento, que você ~d 1/2 . Usando a aproximação constante por partes, a forma do potencial de ação é encontrada.

Equação (5) para distribuição de N. e. na verdade permite duas soluções. A segunda solução revela-se instável; dá N. e. com velocidade e amplitude potencial significativamente menores. A presença de uma segunda solução instável tem uma analogia na teoria da combustão. Quando uma chama se propaga com um dissipador de calor lateral, também pode ocorrer um modo instável. Analítico simples modelo N. e. pode ser melhorado levando-se em consideração detalhes.

Quando a seção transversal muda e quando as fibras nervosas se ramificam, a passagem de N. e. pode ser difícil ou até mesmo completamente bloqueado. Em uma fibra em expansão (Fig. 6), a velocidade do pulso diminui à medida que se aproxima da expansão e, após a expansão, começa a aumentar até atingir um novo valor estacionário. Desacelerando N. e. quanto mais forte, maior será a diferença nas seções transversais. Com uma expansão suficientemente grande de N. e. para. Há uma crítica expansão da fibra, que atrasa N. e.

Com o movimento reverso de N. e. (de fibra larga para estreita) o bloqueio não ocorre, mas a mudança na velocidade é de natureza oposta. Ao se aproximar do estreitamento, a velocidade de N. e. aumenta e então começa a diminuir para um novo valor estacionário. No gráfico de velocidade (Fig. 6 A) uma espécie de loop de histerese é obtida.

Rie. 6. A passagem dos impulsos nervosos se expandepara a fibra: A - mudança na velocidade do pulso em dependendo de sua direção; b-esquemático imagem de uma fibra em expansão.

Outro tipo de heterogeneidade é a ramificação das fibras. No nó da ramificação, diferentes tipos são possíveis. opções para passar e bloquear impulsos. Com uma abordagem não síncrona, N. e. a condição de bloqueio depende do deslocamento de tempo. Se o tempo entre os pulsos for pequeno, eles se ajudam a penetrar na terceira fibra larga. Se a mudança for grande o suficiente, então N. e. interferir um com o outro. Isso se deve ao fato de N. e., que se aproximou primeiro, mas não conseguiu excitar a terceira fibra, transfere parcialmente o nó para um estado refratário. Além disso, ocorre um efeito de sincronização: conforme N. se aproxima e. em direção ao nó, seu atraso em relação ao outro diminui.

Interação N. e. As fibras nervosas do corpo são combinadas em feixes ou troncos nervosos, formando algo como um cabo multinúcleo. Todas as fibras do feixe são independentes. linhas de comunicação, mas têm um “fio” comum - intercelular. Quando N. e. corre ao longo de qualquer uma das fibras, cria uma corrente elétrica no fluido intercelular. , o que afeta o potencial de membrana das fibras vizinhas. Normalmente tal influência é insignificante e as linhas de comunicação operam sem interferência mútua, mas se manifesta patologicamente. e artes. condições. Ao tratar troncos nervosos com especial química. substâncias, é possível observar não apenas interferência mútua, mas também a transferência de excitação para fibras vizinhas.

Existem experimentos conhecidos sobre a interação de duas fibras nervosas colocadas em um volume externo limitado. solução. Se N. e. corre ao longo de uma das fibras, então a excitabilidade da segunda fibra muda simultaneamente. A mudança passa por três etapas. Inicialmente, a excitabilidade da segunda fibra diminui (o limiar de excitação aumenta). Esta diminuição na excitabilidade precede o potencial de ação que viaja ao longo da primeira fibra e dura aproximadamente até que o potencial na primeira fibra atinja um máximo. Então a excitabilidade aumenta; esta etapa coincide no tempo com o processo de diminuição do potencial na primeira fibra. A excitabilidade diminui novamente quando ocorre uma leve hiperpolarização da membrana na primeira fibra.

Ao mesmo tempo passando N. e. usando duas fibras às vezes era possível conseguir sua sincronização. Apesar de possuir velocidade N. e. em fibras diferentes são diferentes, quando são simultaneamente. pode surgir excitação coletiva N. e. Se possuir as velocidades eram as mesmas, então o impulso coletivo tinha uma velocidade menor. Com uma notável diferença de propriedade. velocidades, a velocidade coletiva tinha um valor intermediário. Somente N. e. podiam sincronizar, cujas velocidades não diferiam muito.

Matemática. uma descrição deste fenômeno é dada por um sistema de equações para os potenciais de membrana de duas fibras paralelas j 1 e j 2:

Onde R 1 e R 2 - resistência longitudinal da primeira e segunda fibras, R 3 - resistência longitudinal ambiente externo, g = R 1 R 2 + R 1 R 3 . + R 2 R 3 . Correntes iônicas EU 1 e EU 2 pode ser descrito por um ou outro modelo de excitação nervosa.

Ao usar uma análise simples solução modelo leva ao seguinte. foto. Quando uma fibra é excitada, um potencial de membrana alternado é induzido na fibra vizinha: primeiro a fibra é hiperpolarizada, depois despolarizada e, finalmente, hiperpolarizada novamente. Estas três fases correspondem a uma diminuição, um aumento e uma nova diminuição na excitabilidade da fibra. Nos valores normais dos parâmetros, a mudança do potencial de membrana na segunda fase em direção à despolarização não atinge o limiar, de modo que a transferência de excitação para a fibra vizinha não ocorre. Ao mesmo tempo excitação de duas fibras, o sistema (6) permite uma solução conjunta auto-similar, que corresponde a dois N. e., movendo-se com a mesma velocidade na estação. distância um do outro. Se houver um N.I. lento à frente, ele desacelera o impulso rápido sem liberá-lo para frente; ambos se movem em velocidades relativamente baixas. Se houver um II rápido pela frente. e., então ele puxa um impulso lento por trás dele. A velocidade coletiva acaba por estar próxima da velocidade intrínseca. velocidade de impulso rápida. Em estruturas neurais complexas, o aparecimento de vontade automática.

Mídia excitável. As células nervosas do corpo estão unidas em redes neurais, que, dependendo da frequência de ramificação das fibras, são divididas em esparsas e densas. Em uma rara dependência de rede. são excitados independentemente um do outro e interagem apenas em nós de ramificação, conforme descrito acima.

Numa rede densa, a excitação cobre muitos elementos ao mesmo tempo, de modo que a sua estrutura detalhada e a forma como estão ligados entre si acabam por não ser importantes. A rede se comporta como um meio excitável contínuo, cujos parâmetros determinam a ocorrência e propagação da excitação.

Um meio excitável pode ser tridimensional, embora mais frequentemente seja considerado bidimensional. A excitação que surgiu no k.-l. ponto na superfície, se propaga em todas as direções na forma de uma onda anelar. Uma onda de excitação pode contornar obstáculos, mas não pode ser refletida a partir deles, nem é refletida na fronteira do meio. Quando as ondas colidem umas com as outras, elas são mutuamente destruídas; Estas ondas não podem passar umas pelas outras devido à presença de uma região refratária atrás da frente de excitação.

Um exemplo de ambiente excitável é o sincício neuromuscular cardíaco - a união de fibras nervosas e musculares em um único sistema condutor capaz de transmitir excitação em qualquer direção. Os sincícios neuromusculares contraem-se de forma síncrona, obedecendo a uma onda de excitação enviada por um único centro de controle - o marca-passo. O ritmo uniforme às vezes é perturbado e ocorrem arritmias. Um desses modos é chamado. flutter atrial: são contrações autônomas causadas pela circulação de excitação em torno de um obstáculo, por exemplo. veia superior ou inferior. Para que tal regime ocorra, o perímetro do obstáculo deve exceder o comprimento de onda de excitação, que é de aproximadamente 5 cm no átrio humano.Com a vibração, ocorre movimento periódico. contração atrial com frequência de 3-5 Hz. Um modo de excitação mais complexo é a fibrilação dos ventrículos do coração, quando o departamento. elementos do músculo cardíaco começam a se contrair sem influência externa. comandos e sem comunicação com elementos vizinhos com frequência de ~ 10 Hz. A fibrilação leva à cessação da circulação sanguínea.

O surgimento e manutenção da atividade espontânea em um ambiente excitável estão inextricavelmente ligados ao surgimento de fontes de ondas. A fonte mais simples de ondas (células excitadas espontaneamente) pode fornecer ondas periódicas. pulsação de atividade, é assim que funciona o marcapasso cardíaco.

Fontes de excitação também podem surgir de espaços complexos. organizar o modo de excitação, por exemplo. reverberador do tipo de onda espiral rotativa, aparecendo no meio excitável mais simples. Outro tipo de reverberador ocorre em um meio constituído por dois tipos de elementos com diferentes limiares de excitação; O reverberador excita periodicamente um ou outro elemento, mudando a direção de seu movimento e gerando ondas planas.

O terceiro tipo de fonte é o centro principal (fonte de eco), que aparece em um meio heterogêneo em refratariedade ou limiar de excitação. Neste caso, uma onda refletida (eco) aparece na heterogeneidade. A presença de tais fontes de ondas leva ao aparecimento de modos de excitação complexos estudados na teoria das ondas automáticas.

Aceso.: Hodgkin A., Impulso nervoso, trad. do inglês, M., 1965; Katz B., Nervo, músculo e sinapse, trad. do inglês, M., 1968; Khodorov B.I., Problema de excitabilidade, L., 1969; Tasaki I., Excitação nervosa, trad. do inglês, M., 1971; Markin V.S., Pastushenko V.F., Chizmadzhev Yu.A., Teoria dos meios excitáveis, M., 1981. V. S.Markin.

TEOREMA DE NERNS- o mesmo que Terceira lei da termodinâmica.

EFEITO NERNS(efeito galvanothermomagnético longitudinal) - aparecimento em um condutor através do qual a corrente flui j , localizado em um campo magnético campo H | j , Gradiente de temperatura T , direcionado ao longo da corrente j ; o gradiente de temperatura não muda de sinal quando a direção do campo muda N para o oposto (efeito uniforme). Descoberto por VG Nernst (WN Nernst) em 1886. DC. surge como resultado do fato de que a transferência de corrente (fluxo de portadores de carga) é acompanhada por fluxo de calor. Na verdade, N. e. representa Efeito Peltier em condições onde a diferença de temperatura que surge nas extremidades da amostra leva à compensação do fluxo de calor associado à corrente j , fluxo de calor devido à condutividade térmica. N. e. observado também na ausência de magnetismo. Campos.

EFEITO NERNST-ETTINGSHAUSEN- aparecimento de eletricidade Campos E ne em um condutor no qual há um gradiente de temperatura T , em uma direção perpendicular ao ímã. campo N . Existem efeitos transversais e longitudinais.

Transversal H.-E. e. consiste no aparecimento da eletricidade. Campos E não | (diferença potencial V não | ) em uma direção perpendicular a N E T . Na ausência de magnético campos termoelétricos o campo compensa o fluxo de portadores de carga criados pelo gradiente de temperatura, e a compensação ocorre apenas para a corrente total: elétrons com energia superior à média (quente) movem-se da extremidade quente da amostra para a fria, elétrons com energia energia menor que a média (frio) - na direção oposta. A força de Lorentz desvia esses grupos de portadores em uma direção perpendicular a T e mag. campo, em diferentes direções; o ângulo de deflexão (ângulo Hall) é determinado pelo tempo de relaxação t de um determinado grupo de portadores, ou seja, difere para portadores quentes e frios se t depender da energia. Neste caso, as correntes de portadores frios e quentes na direção transversal ( | T E | N ) não podem compensar-se mutuamente. Isso resulta em um campo E | não , cujo valor é determinado a partir da condição de que a corrente total seja igual a 0 j = 0.

Tamanho do campo E | não depende T, N e propriedades da substância, caracterizadas por coeficiente. Nernsta-Ettingsha-uzena N | :

EM semicondutores Sob a influência T portadores de carga de sinais diferentes se movem em uma direção e em uma direção magnética. desvio de campo em lados opostos. Como resultado, a direção do campo Nernst - Ettingshausen criada pelas cargas sinal diferente, não depende do sinal das operadoras. Isso distingue significativamente o transversal N.-E. e. de Efeito Hall, onde a direção do campo Hall é diferente para cargas de sinais diferentes.

Porque coeficiente N | é determinado pela dependência do tempo de relaxamento da transportadora t em sua energia, então N.-E. e. sensível ao mecanismo espalhamento de portadores de carga. A dispersão dos portadores de carga reduz a influência do campo magnético. Campos. Se t ~ , então em R> 0 portadores quentes se espalham com menos frequência que os frios e a direção do campo E | ne é determinado pela direção da deflexão em mag. campo portador quente. No R < 0 направление E | ne é oposto e é determinado por portadores de frio.

EM metais, onde a corrente é transportada por elétrons com energia na faixa ~ kT fechar Superfície de Fermi, magnitude N | é dado pela derivada d t /d. na superfície de Fermi = const (geralmente para metais N | > 0, mas, por exemplo, para cobre N | < 0).

Medições N.-E. e. em semicondutores permitem determinar R, ou seja, restaure a função t(). Geralmente em altas temperaturas na área da propriedade. condutividade semicondutora N | < 0 devido ao espalhamento de portadoras por dispositivos ópticos. fônons. Quando a temperatura diminui, aparece uma área com N | > 0, correspondendo à condutividade da impureza e dispersão dos portadores ch. arr. em fônons ( R< < 0). При ещё более низких T o espalhamento de ionização domina. impurezas com N | < 0 (R > 0).

Em revista fraca. campos (w com t<< 1, где w с - frequência do ciclotron transportadoras) N | não depende de H. Em campos fortes (w c t >> 1) coeficiente N | proporcional 1/ H 2. Em condutores anisotrópicos, coeficiente. N | - tensor. Pela quantia N | afetam o arrastamento de elétrons por fótons (aumenta N | ), anisotropia da superfície de Fermi, etc.

Longitudinal H.-E. e. consiste na ocorrência de eletricidade Campos E || ne (diferença de potencial V || ne) junto T na presença de H | T . Porque junto T existe termoelétrica. campo E a = a T , onde a é o coeficiente. termoelétrico-trique. campos, então a aparência será complementar. campos ao longo T equivale a mudar o campo E a . ao aplicar magnético Campos:

Magn. o campo, dobrando as trajetórias dos elétrons (veja acima), reduz seu caminho livre médio eu na direção T . Como o tempo de viagem livre (tempo de relaxamento t) depende da energia do elétron, então a diminuição eu não é o mesmo para transportadores quentes e frios: é menos para esse grupo, para um certo tipo é menos. Assim, mag. o campo muda o papel dos transportadores rápidos e lentos na transferência de energia e na termelétrica. o campo que garante a ausência de carga durante a transferência de energia deve mudar. Ao mesmo tempo, o coeficiente N || também depende do mecanismo de dispersão da portadora. Termoelétrica a corrente aumenta se m diminui com o aumento da energia da portadora (quando as portadoras são espalhadas por fônons acústicos), ou diminui se m aumenta com o aumento (quando espalhada por impurezas). Se elétrons com energias diferentes tiverem o mesmo t, o efeito desaparece ( N|| = 0). Portanto, em metais, onde a faixa de energia dos elétrons envolvidos nos processos de transferência é pequena (~ kT), N || pequeno: Em um semicondutor com dois tipos de portadoras N ||~ ~ g/kT. Em baixas temperaturas N|| também pode aumentar devido à influência do arrasto de elétrons pelos fônons. Em forte magnético campos termoelétricos completos. campo em magnético o campo está “saturado” e não depende do mecanismo de espalhamento da portadora. Em ferromagnético metais N.-E. e. possui características associadas à presença de magnetização espontânea.

Uma onda de excitação que se espalha ao longo de uma fibra nervosa e se manifesta em eletricidade. (potencial de ação), iônico, mecânico, térmico. e outras mudanças. Fornece transferência de informações de periféricos. terminações receptoras para os centros nervosos internos... ... Dicionário enciclopédico biológico

Impulso nervoso- Veja potencial de ação. Psicologia. A Ya. Livro de referência do dicionário / Trad. do inglês K. S. Tkachenko. M.: IMPRENSA JUSTA. Mike Cordwell. 2000... Ótima enciclopédia psicológica

Um impulso nervoso é um impulso elétrico que viaja ao longo de uma fibra nervosa. Através da transmissão de impulsos nervosos, as informações são trocadas entre os neurônios e as informações são transferidas dos neurônios para as células de outros tecidos do corpo. Nervoso... ... Wikipédia

Uma onda de excitação que se propaga ao longo de uma fibra nervosa em resposta à irritação dos neurônios. Fornece transmissão de informações dos receptores para o sistema nervoso central e deste para órgãos executivos(músculos, glândulas). Conduzindo nervoso... dicionário enciclopédico

Impulso nervoso- uma onda de excitação que se espalha ao longo das fibras nervosas e ao longo do corpo das células nervosas em resposta à irritação dos neurônios e serve para transmitir um sinal dos receptores para o sistema nervoso central e dele para os órgãos executivos (músculos,... ... Os primórdios da ciência natural moderna

impulso nervoso- nervinis impulsas statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Jaudinimo banga, plintanti nerviniu audiniu. Atsiranda padirginus nervų ląsteles. Perduoda signalus iš jautriųjų periferinių nervų galūnių (receptorių) į centrinę nervų… … Sporto terminų žodynas

Veja impulso nervoso... Grande Enciclopédia Soviética

IMPULSO NERVOSO- Veja impulso (4) ... Dicionário em psicologia

Os neurônios se comunicam entre si por meio de “mensagens nervosas”. Essas “mensagens” são semelhantes à corrente elétrica que passa pelos fios. Às vezes, quando transmitidos de um neurônio para outro, esses impulsos se transformam em mensagens químicas.

Impulsos nervosos

A informação é transferida entre neurônios como corrente elétrica nos fios. Essas mensagens são codificadas: são uma sequência de impulsos completamente idênticos. O próprio código está em sua frequência, ou seja, no número de pulsos por segundo. Os impulsos são transmitidos de célula para célula, do dendrito em que se originam até o axônio por onde passam. Mas também há uma diferença em relação às redes elétricas - os impulsos são transmitidos não por meio de elétrons*, mas por meio de partículas mais complexas - íons.

Medicamentos que afetam a velocidade dos impulsos

Existem muitos produtos químicos que podem alterar as características de transmissão dos impulsos nervosos. Via de regra, atuam no nível sináptico. Anestésicos e tranquilizantes retardam e às vezes até suprimem a transmissão dos impulsos. E os antidepressivos e estimulantes, como a cafeína, pelo contrário, contribuem para a sua melhor transmissão.

Com muita velocidade

Os impulsos nervosos devem viajar rapidamente por todo o corpo. As células gliais circundantes ajudam os neurônios a acelerar sua passagem. Eles formam a bainha da fibra nervosa chamada mielina. Como resultado, os impulsos viajam a uma velocidade alucinante – mais de 400 km/h.

Ligações químicas

As mensagens transmitidas de neurônio para neurônio devem ser convertidas da forma elétrica para a química. Isso se deve ao fato de que, apesar do grande número, os neurônios nunca se tocam. Mas os impulsos elétricos não podem ser transmitidos a menos que haja contato físico. Portanto, os neurônios usam um sistema especial chamado sinapses para se comunicarem entre si. Nesses locais, os neurônios são separados por um espaço estreito denominado fenda sináptica. Quando um impulso elétrico atinge o primeiro neurônio, ele libera moléculas químicas chamadas neurotransmissores da sinapse. Essas substâncias produzidas pelos neurônios movem-se através da fenda sináptica e chegam a receptores especialmente projetados para elas em outro neurônio. Como resultado, ocorre outro impulso elétrico.

Um impulso viaja entre os neurônios em menos de um milésimo de segundo.

Diferenças de neurotransmissores

O cérebro produz cerca de cinquenta neurotransmissores, que podem ser divididos em dois grupos. O primeiro consiste naqueles que iniciam a ocorrência de um impulso nervoso - são chamados de excitatórios. Outros, ao contrário, retardam sua ocorrência - são neurotransmissores inibitórios. Vale ressaltar que, na maioria dos casos, um neurônio libera apenas um tipo de neurotransmissor. E dependendo se é excitatório ou inibitório, o neurônio afeta as células nervosas vizinhas de maneira diferente.

Estimulação artificial

Um neurônio individual ou um grupo de neurônios pode ser estimulado artificialmente usando eletrodos inseridos neles, direcionando impulsos elétricos para áreas precisamente designadas do cérebro. Este método é por vezes utilizado na medicina, nomeadamente no tratamento de pacientes que sofrem da doença de Parkinson.Esta doença, que se manifesta na velhice, é acompanhada de tremores nos membros. Esse tremor pode ser interrompido estimulando continuamente uma área específica do cérebro.

Neurônio - microcomputador

Cada neurônio é capaz de receber centenas de mensagens por segundo. E para não ficar sobrecarregado de informações, ele deve ser capaz de avaliar o grau de sua importância e fazer uma análise preliminar. Essa atividade computacional ocorre dentro da célula. Lá, os impulsos excitatórios são somados e os impulsos inibitórios são subtraídos. E, para que um neurônio gere seu próprio impulso, é necessário que a soma dos anteriores seja maior que um determinado valor. Se a adição de impulsos excitatórios e inibitórios não ultrapassar esse limite, o neurônio ficará “silencioso”.

Estradas de informação

Em toda essa complexidade de neurônios, existem caminhos lindamente definidos. Ideias semelhantes, memórias semelhantes passam, sempre disparando os mesmos neurônios e sinapses. Ainda não se sabe como surgem e são mantidos esses circuitos de comunicação eletrônica semelhantes a circuitos, mas é claro que eles existem e que quanto mais fortes são, mais eficientes são. As sinapses usadas com frequência funcionam mais rápido. Isso explica por que lembramos mais rápido de coisas que vimos ou repetimos diversas vezes. Contudo, essas conexões não duram para sempre. Alguns deles podem desaparecer se não forem usados o suficiente, e novos aparecerão em seu lugar. Se necessário, os neurônios são sempre capazes de criar novas conexões.

Os pequenos pontos verdes na foto são hormônios dentro dos vasos sanguíneos.

Dopagem química

Quando se diz que um atleta usou doping hormonal, significa que ele tomou hormônios em forma de pílula ou injetou-os diretamente no sangue. Os hormônios podem ser naturais ou artificiais. Os mais comuns são os hormônios de crescimento e os esteróides, que fazem com que os músculos fiquem maiores e mais fortes, além da eritropoetina, um hormônio que acelera o fornecimento de nutrientes aos músculos.

O cérebro é capaz de realizar milhões de operações em uma fração de segundo.

Os hormônios funcionam no cérebro

Outra ferramenta é usada para trocar informações pelo cérebro - hormônios. Esses produtos químicos são produzidos em parte pelo próprio cérebro, em um grupo de neurônios localizados no hipotálamo. Esses hormônios controlam a produção de outros produzidos em outras partes do corpo nas glândulas endócrinas. Eles agem de maneira diferente dos neurotransmissores, que se ligam diretamente aos neurônios e são transportados no sangue para órgãos distantes do cérebro, como seios, ovários, testículos e rins. Ao se ligarem aos seus receptores, os hormônios provocam diversas reações fisiológicas. Eles, por exemplo, promovem o crescimento dos ossos e músculos, controlam a sensação de fome e sede e, claro, afetam a atividade sexual.

Potencial de ação ou impulso nervoso, uma resposta específica que ocorre na forma de uma onda excitatória e flui ao longo de toda a via nervosa. Essa reação é uma resposta a um estímulo. A principal tarefaé a transmissão de dados do receptor para o sistema nervoso, e depois envia essas informações para os músculos, glândulas e tecidos desejados. Após a passagem do pulso, a parte superficial da membrana fica carregada negativamente, enquanto sua parte interna permanece positiva. Assim, um impulso nervoso é uma mudança elétrica transmitida sequencialmente.

O efeito excitante e sua distribuição estão sujeitos à natureza físico-química. A energia para esse processo é gerada diretamente no próprio nervo. Isso acontece porque a passagem de um impulso leva à formação de calor. Uma vez passado, a atenuação ou estado de referência começa. Em que apenas uma fração de segundo o nervo não consegue conduzir um estímulo. A velocidade na qual o pulso pode ser administrado varia de 3 m/s a 120 m/s.

As fibras pelas quais passa a excitação possuem uma bainha específica. Grosso modo, este sistema se assemelha a um cabo elétrico. A composição da membrana pode ser mielina ou não mielina. O componente mais importante da bainha de mielina é a mielina, que desempenha o papel de dielétrico.

A velocidade do pulso depende de vários fatores, por exemplo, da espessura das fibras: quanto mais espessa, mais rápida se desenvolve a velocidade. Outro fator que aumenta a velocidade de condução é a própria mielina. Mas, ao mesmo tempo, não está localizado em toda a superfície, mas em seções, como se estivessem amarrados. Assim, entre essas áreas existem aquelas que permanecem “nuas”. Eles causam vazamento de corrente do axônio.

Um axônio é um processo usado para transmitir dados de uma célula para as demais. Este processo é regulado por uma sinapse - uma conexão direta entre neurônios ou um neurônio e uma célula. Existe também um chamado espaço sináptico ou fenda. Quando um impulso irritante chega a um neurônio, neurotransmissores (moléculas) são liberados durante o processo de reação. composição química). Eles passam pela abertura sináptica, chegando eventualmente aos receptores do neurônio ou célula para os quais os dados precisam ser transmitidos. Os íons cálcio são necessários para a condução de um impulso nervoso, pois sem eles o neurotransmissor não pode ser liberado.

O sistema autônomo é fornecido principalmente por tecidos não mielinizados. A excitação se espalha por eles constante e continuamente.

O princípio de transmissão é baseado na ocorrência campo elétrico, portanto, surge um potencial que irrita a membrana da seção adjacente e assim por diante em toda a fibra.

Nesse caso, o potencial de ação não se move, mas aparece e desaparece em um só lugar. A velocidade de transmissão através dessas fibras é de 1-2 m/s.

Leis de conduta

Existem quatro leis básicas na medicina:

Valor anatômico e fisiológico. A excitação é realizada somente se não houver violação da integridade da própria fibra. Se a unidade não for garantida, por exemplo, por infração, uso de drogas, a condução de um impulso nervoso é impossível.
Condução isolada de irritação. A excitação pode ser transmitida ao longo da fibra nervosa, sem se espalhar para as vizinhas.
Condução bilateral. O caminho de condução do impulso pode ser de apenas dois tipos - centrífugo e centrípeto. Mas, na realidade, a direção ocorre em uma das opções.
Implementação não decremental. Os impulsos não diminuem, ou seja, são realizados sem decréscimo.

Química da condução do impulso

O processo de irritação também é controlado por íons, principalmente potássio, sódio e alguns compostos orgânicos. A concentração dessas substâncias é diferente, a célula tem carga negativa dentro de si e carga positiva na superfície. Este processo será chamado de diferença de potencial. Quando uma carga negativa oscila, por exemplo, quando diminui, provoca-se uma diferença de potencial e esse processo é chamado de despolarização.

A estimulação de um neurônio implica a abertura de canais de sódio no local da estimulação. Isto pode facilitar a entrada de partículas carregadas positivamente na célula. Conseqüentemente, a carga negativa é reduzida e ocorre um potencial de ação ou impulso nervoso. Depois disso, os canais de sódio fecham novamente.

Muitas vezes verifica-se que é o enfraquecimento da polarização que promove a abertura dos canais de potássio, o que provoca a liberação de íons de potássio com carga positiva. Esta ação reduz a carga negativa na superfície da célula.

O potencial de repouso ou estado eletroquímico é restaurado quando as bombas de potássio-sódio são ativadas, com a ajuda das quais os íons sódio saem da célula e os íons potássio entram nela.

Como resultado, podemos dizer que quando os processos eletroquímicos são retomados, ocorrem impulsos que viajam ao longo das fibras.