If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:11:08

Видео транскрипция

След като научихме, че сигналът се разпространява в неврона посредством електротоничен и акционен потенциал и комбинация от двете, да видим как точно се случва това, като разгледаме устройството, или анатомията, на неврона, причините, поради които има това устройство, и как функционира. Вече споменахме, че дендритите са израстъците, чрез които невронът може да бъде стимулиран от различни дразнители. Ако се намираме в мозъка, тези дендрити може да се намират в краищата на аксоните на други неврони. Дендритите на сензорните клетки могат да бъдат стимулирани от сетивен дразнител. Но да приемем, че по един или друг начин дендритите са възбудени. Благодарение на това положителни йони (катиони) навлизат в неврона отвън. Както знаеш, наблюдава се потенциална разлика. Зарядът е по-отрицателен във вътрешността на неврона, отколкото извън него. Ако се отвори канал в резултат на стимула, това води до приток на катиони. Най-важните катиони, за които стана дума, са натриевите йони. Да речем, че това е някакъв натриев канал, който се отваря заради този дразнител. Когато това се случи, ще наблюдаваме електротоничен потенциал, който ще се разпространи. Да кажем, че имаме волтметър ето тук на аксонално хълмче Това е хълмчето, което свързва сомата (тялото на неврона) с аксона. Чакай да начертая какво ще се случи след това. По вертикалата ще отбележим волтажа, който се измерва в миливолтове, от двете страни на мембраната - или по-скоро волтажната разлика. А по хоризонталата ще отбележим изминалото време. Стимулът се случва по време, което е равно на 0. Тогава още не сме го отразили с волтметъра. Мембранният волтаж ще бъде в състояние на покой, или -70 миливолта. Не след дълго електротоничният потенциал достига до тази точка, защото всички положителни заряди взаимно се отблъскват. Достига до тази точка. Може да се наблюдава увеличаване на волтажа, или по-скоро на волтажната разлика. Ето това тук ще се увеличи. Би изглеждало ето така. Може нищо да не се случи, защото или волтажната разлика не е достатъчно ниска или може би зарядът вътре в клетката не е достатъчно положителен, за да задейства волтаж-зависимите йонни канали. Така че може би нищо няма да се случи. Може би това тук е -55 микроволта. Такава трябва да бъде стойността на потенциалната разлика, за да се задействат йонните канали. Това са натриевите канали, които позволяват навлизането на катиони. А това са калиевите канали, които извеждат катионите извън клетката. Аксоналното хълмче е снабдено с изключително много йонни канали. Когато се активират, те изпращат импулс, който минава по целия аксон и стимулира други клетки, например мозъчни клетки или други клетки, свързани с неврона. Стимулът не активира тези канали сам. Да си представим, че има и друг стимул по горе-долу същото време. Ако няма и друг стимул, той би причинил подобно увеличение на волтажа. Но когато имаме два стимула по същото време общата им амплитуда е достатъчна да предизвика акционен потенциал в аксоналното хълмче или поредица от аксонни потенциали. Тогава невронът се активира и всякакви попожителни заряди напират да влязат. След това електротоничният потенциал ще се разпространи по дължината на аксона. Тук става интересно. Да помислим каква би била идеалната структура на неврона? Ако целта е да се предава електрически импулс, най-добре е материята, по която ще преминава токът да има добра проводимост, с други думи ниска резистентност. Важно е обаче около нея да има и изолатор. Това е напречен разрез на аксон. Електропроводимата материя трябва да бъде заобиколена от изолатор с висока резистентност. Защо? Защото не искаме потенциалът да избяга през мембраната. Затова ни трябва висока резистентност ето тук. В противен случай протичането на импулса ще се забави. Това важи за електрониката. Представи си голи медни жици. А сега си представи медни жици, обвити от добър изолатор, резистор - например пластмаса или гума. Ще забележим по-малко загуба на енергия и токът ще се движи по-бързо, когато е обграден от изолатор. Да се върнем на неврона. Най-добре би било да се покрие целият аксон с добър изолатор. Това като цяло е вярно. Аксонът е покрит от добър изолатор. Такава е функцията на миелиновата обвивка. Сега ще покрием целия аксон с група Шванови клетки, тоест с една голяма миелинова обвивка, която е добър изолатор, което означава, че не е добър проводник на ток. Това тук е една голяма миелинова обвивка. Какъв е проблемът? Представи си, че си динозавър и изпращаш сигнал до врата си, който е дълъг 6 м. Дори при хората е възможно, все пак не сме малки. Метър и половина-два... ако искаш да изпратиш сигнал само посредством електротоничен потенциал, няма да можеш, защото той отслабва с увеличаване на разстоянието. Сигналът ще бъде много слаб ето тук. Сигналът от другата страна ще бъде слаб. Може да е толкова слаб, че да не свърши никаква работа при нервните окончания и да не може да активира други неврони или каквото там го чака от другата страна на окончанието. Тогава защо да не се опитаме да засилим сигнала? Как по-точно? Добре, харесва ми миелиновата обвивка. Но защо да не сложим празнини в нея? Те ще позволят на мембраната да комуникира с външната среда. Ще поставим и няколко волтаж-зависими канала, които да освобождават акционни потенциали, за да усилим сигнала. Точно така изглежда анатомията на типичния неврон. Тоест вместо една огромна миелинова обвивка като тази тук-- чакай да сложа празните пространства. Опа, ще ги нарисувам в черно. Момент, ще ги нарисувам ето така. Чакай да го изтрия. Изтривам и така... Сега вече изглежда добре. Слагаме празни пространства където аксонната мембрана взаимодейства с околната среда и, разбира се, тези празнини се наричат прищъпвания на Ранвие. Сега ще ги добавя. Слагаме празнините тук, това е миелиновата обвивка, а това са прищъпванията на Ранвие. В тези малки кухини, където няма миелинова обвивка, можем да разположим волтаж-зависимите канали, за да усилим сигнала. Ако сигналът се провожда електротонично по цялата тази дължина, би бил много слаб. Той ще се разсейва и намалява прогресивно, но може да е достатъчно силен в ето тази точка и да активира волтаж-зависимите канали, за да усили сигнала отново, за да провокира акционен потенциал. Когато това се случи, сигналът ще отслабне. После отново ще се усили. Ето тук. След това - отново по същия начин - отслабване, отслабване, отслабване, усилване. И после пак ще се повтори същото. Тази комбинация изисква добър изолатор като миелиновата обвивка, за да се ускори предаването на импулса с минимални загуби на енергия. Трябват ни обаче и зоните без миелинова обвивка, за да се усили сигналът, така че акционните потенциали да се активират, така че сигналът да продължава да се усилва, както би казал някой електроинженер. Този вид проводимост, при която сигналът непрекъснато се усилва, изглежда все едно подскача. Активира се тук, после тук, после тук... и така нататък... Този процес се нарича скокообразна електропроводимост. Идва от латинската дума saltare - не знам точно как се произнася. С латинския съм на "Вие". Така или иначе, идва от латинската дума saltare, която означава подскачам. Това е така, защото изглежда сякаш импулсът подскача. Но се случва друго. Импулсът преминава пасивно. Активира се в аксоналното хълмче, след което пасивно преминава по дължината на аксона чрез електротоничен потенциал. След това се усилва. Обвит е от миелин, с чиято помощ импулсът прелетява като стрела и се губи много малко енергия. След това сигналът се усилва при прищъпванията на Ранвие, защото отново активира волтаж-зависимите канали, които създават акционен потенциал. Сигналът ту се усилва, ту отслабва. Може отново да се усили и да си изпълни крайната цел - да активира, каквото се налага.