Взламывая анатомию

Чувствительные, или афферентные, нейроны передают информацию от рецепторов органов чувств к ЦНС. Вставочные нейроны выполняют роль посредников, либо передавая сообщения в соседние клетки для анализа и обработки информации, либо перенаправляя их в другие нейроны нейронной цепи. Двигательные, или эфферентные, нейроны передают сигналы от ЦНС к тканям для выполнения произвольных или непроизвольных команд.

Передача импульсов

Передача нервного импульса начинается с возбуждения нейронного дендрита. Сначала генерируется электрический сигнал, или потенциал действия (ПД), затем он передается в тело клетки, а после переходит в аксон. Далее электрохимический сигнал проходит по всей длине аксона нервного волокна. Если аксон содержит миелиновую оболочку, то ПД передается еще быстрее. Это обусловлено особой проводимостью, позволяющей импульсу перепрыгивать через немиелиновые участки, или перехваты Ранвье, разгоняясь до скорости в 120 м в секунду. Перехваты Ранвье следят за тем, чтобы ПД не рассеивался при попадании в нервное окончание, в синапсе которого импульс преобразуется в химический сигнал. Затем различные типы нейромедиаторов передают сообщение через синаптическую щель между двумя нейронами.

Нервный импульс передается от дендритов к телу клетки, а затем идет по аксону и достигает нервных окончаний. Там он переходит в другой нейрон или орган синаптическим путем.

Нейрон может повторять этот процесс до 1000 раз в секунду. Умножьте это на примерное количество синаптических связей, которые один нейрон может образовать с другими (2000–11 000), и вы поймете, почему нейроны являются самыми энергоемкими составляющими мозга. Мозг ребенка постоянно растет и образует новые синаптические связи, поэтому он требует не менее 40 % от суточного количества калорий. Для того чтобы снизить энергетические затраты и сэкономить ресурсы, клетки микроглии отсекают все лишние синапсы. Этот процесс называется синаптическим прунингом.

Защита мозга

Мозг – это самый защищенный орган в нашем теле. Чтобы попасть внутрь головы, необходимо преодолеть несколько преград: сначала кожу, а затем – череп. Но и здесь вас ждет еще один защитный слой – мозговая оболочка.

Мозговые оболочки

Мозговые оболочки состоят из тройного слоя защитных фиброзных мембран: твердой, мягкой (сосудистой) и паутинной (арахноидальной) оболочек. От мягкой оболочки паутинную отделяет субарахноидальное пространство. Эти же оболочки покрывают и спинной мозг. Он, как и головной мозг, развился из общей нервной трубки, которая произошла из эктодермального эмбрионального слоя.

Спинномозговая жидкость

Спинномозговая жидкость (СМЖ) – это специальный тип жидкости, в норме прозрачная и водянистая по консистенции. Мы производим около 500 мл спинномозговой жидкости ежедневно. Какую-то часть секретируют клетки мягкой оболочки, но большую часть поставляет сеть капилляров и специализированных эпендимных клеток из сосудистых сплетений, выстилающих желудочки. Желудочки – это полости в мозге. Субарахноидальное пространство заполнено СМЖ.

Мозговая оболочка состоит из твердой (надкостный и менингеальный слои), паутинной и мягкой оболочек.

СМЖ не только защищает мозг от травм, но и поставляет питательные вещества в кору головного мозга и глубокие структуры. ЦНС физически отделена от крови гематоэнцефалическим барьером, поскольку нейронам важен постоянный уровень глюкозы, а в крови ее содержание колеблется. СМЖ следит, чтобы количество компонентов во внеклеточной среде было оптимальным для поддержания мозга.

СМЖ течет вокруг головного и спинного мозга.

СМЖ протекает по мозговым желудочкам. У нас есть целых четыре желудочка: левый и правый боковые желудочки (в них содержится больше всего СМЖ) и третий желудочек, который сообщается с четвертым через проток, или Сильвиев водопровод. СМЖ в определенной последовательности протекает по мозговым оболочкам и спинному мозгу, а затем абсорбируется в кровь через арахноидальные грануляции (особые выросты на арахноидальной мембране):

боковые желудочки → третий желудочек → Сильвиев водопровод → четвертый желудочек → субарахноидальные пространства и полости головного или спинного мозга → верхушка мозга → реабсорбция арахноидальными грануляциями.

Гематоэнцефалический барьер