神经元解剖学简易指南(含图解)
神经元是大脑中的信息处理单元,负责在全身发送、接收和传递电化学信号。
神经元,也称为神经细胞,基本上构成大脑和神经系统。神经元之间不直接接触,但当一个神经元接近另一个神经元时,两者之间会形成一个突触。
根据最新研究,人脑中大约有860亿个神经元(Herculano-Houzel, 2009)。这些细胞在出生时基本发育完全,但与其它细胞不同,一旦死亡,它们无法再生或再生。
教育脊髓、神经、小脑、皮层和运动神经元在实验室显微镜下的观察
神经元如何工作?
神经元彼此相邻但不相连。神经元之间有一个微小的间隙,称为突触。
神经元的功能是在单个神经元的长度上传递神经冲动,并通过突触传递到下一个神经元。神经元传输的电信号称为动作电位。
突触传递是神经元之间通信的过程。信息以一种称为动作电位的电信号形式沿神经元的轴突传递。
电信号需要跨越突触间隙以继续其向中枢神经系统的旅程。这是通过使用在两个神经元之间的间隙中扩散的化学物质来完成的。这些化学物质称为神经递质。
在突触传递过程中,动作电位(电信号)触发前突触神经元的突触囊泡释放神经递质(化学信息)。
这些神经递质扩散穿过突触间隙(前突触神经元和后突触神经元之间的间隙),并结合到后突触神经元上的特化受体位点。这将触发相邻细胞中的电信号。
中枢神经系统(包括大脑和脊髓)和周围神经系统(由感觉和运动神经细胞组成)都包含这些信息处理神经元。
神经元的组成部分是什么?
神经元包含细胞体(胞体)、轴突(传导电信号远离胞体的神经纤维)和树突(树状结构,接收来自其他神经元的信号)。髓鞘是围绕轴突形成的绝缘层,使神经冲动能够更快地沿轴突传递。
神经元之间不直接接触,轴突和下一个神经元的树突之间有一个称为突触的间隙。
神经元的独特结构使其能够接收并传递信息给其他神经元和全身。
树突
树突是神经元的树根状部分,通常比轴突更短且数量更多。它们的作用是接收来自其他神经元的信息并将电信号传递到细胞体。
树突表面布满突触,使它们能够接收来自其他神经元的信号。一些神经元具有较短的树突,而另一些则具有较长的树突。
在中枢神经系统中,神经元较长且分支复杂,使它们能够从许多其他神经元接收信号。
例如,位于小脑中的浦肯野细胞具有高度发达的树突,可以接收来自数千个其他细胞的信号。
胞体(细胞体)
胞体,或细胞体,是神经元的核心部分。胞体的功能是维持细胞并保持神经元高效运行(Luengo-Sanchez et al., 2015)。
胞体被一层膜包围,保护它并允许其与周围环境互动。
胞体包含一个细胞核,产生遗传信息并指导蛋白质的合成。这些蛋白质对神经元其他部分的功能至关重要。
轴突
轴突,也称为神经纤维,是神经元的尾状结构,从细胞体连接到轴突丘。
轴突的功能是将信号从细胞体传送到突触末梢,以将电信号传递给其他神经元。作为导管,轴突将这些信号传递给其他神经元、肌肉或腺体。
轴突是神经元的延伸部分,将电信号从神经元的细胞体传递到其他神经元或目标细胞。
大多数神经元有一个轴突,大小可以从0.1毫米到超过3英尺(Miller & Zachary, 2017)。一些轴突被一层称为髓鞘的脂肪物质覆盖,这层物质绝缘轴突并有助于更快地传递信号。
轴浆是轴突内的细胞质。它负责将蛋白质、细胞器和其他细胞成分从神经元的细胞体运输到突触末端,反之亦然。这种运输对于轴突的维护和功能至关重要。
轴突末端的突触末梢释放神经递质,在称为突触的特化连接处与目标细胞进行通信。
髓鞘
髓鞘是一层覆盖在神经元轴突上的脂肪物质。它的作用是隔离一个神经细胞与另一个神经细胞,防止一个神经元的冲动干扰另一个神经元的冲动。
髓鞘的第二个功能是加速沿轴突传导的神经冲动。
髓鞘是由脂肪组成的绝缘层,包裹着许多神经元的轴突。它加速电信号的传递并保护轴突。
轴突被称为胶质细胞(也称为少突胶质细胞和施万细胞)的细胞包裹,形成髓鞘。
髓鞘围绕这些神经元,其作用是绝缘和保护轴突。由于这种保护,信号传递到其他神经元的速度比未髓鞘化的神经元快得多。
髓鞘由断裂的间隙组成,称为郎飞结。电信号可以在郎飞结之间跳跃,这有助于加快信号的传递速度。
轴突末梢
位于神经元末端的是轴突末梢(终端按钮),它们负责向其他神经元传递信号。
在终端按钮的末端有一个间隙,这个间隙被称为突触。终端按钮内含有装有神经递质的囊泡。
神经递质从终端按钮释放到突触中,并携带信号穿过突触传递给其他神经元。在这个过程中,电信号转换为化学信号。
随后,终端按钮负责重新吸收未被传递到下一个神经元的多余神经递质。
神经元的类型
尽管存在数十亿个神经元和巨大的变异,根据功能的不同,神经元可以分为三类:感觉神经元(长树突和短轴突)、运动神经元(短树突和长轴突)和联络神经元(短树突和短或长轴突)。
此图展示了三种主要类型的神经元:感觉神经元、联络神经元和运动神经元。感觉神经元负责将触觉、声音和光线等感官信息传递到中枢神经系统。运动神经元将信号从中枢神经系统传递到肌肉和腺体以启动动作。联络神经元是传输信号的关键环节,它在中枢神经系统内连接感觉神经元和运动神经元,对反射、学习和其他复杂过程起着关键作用。
感觉神经元
感觉神经元(有时称为传入神经元)是将神经冲动从感觉受体传递到中枢神经系统和大脑的神经细胞。
当这些神经冲动到达大脑时,它们会被转化为“感觉”,如视觉、听觉、味觉和触觉。
这种感觉信息可以是物理的——通过声音、热量、触摸和光线,也可以是化学的——通过味觉或嗅觉。例如,当触摸一个非常热的表面时,感觉神经元会将接收到的信息传递给中枢神经系统。
大多数感觉神经元被归类为假单极神经元。这意味着它们有一条轴突,这条轴突分为两个分支。
感觉神经元是将来自外部和内部刺激的信息传递到中枢神经系统进行处理的神经细胞,使生物能够感知触觉、温度和疼痛等感觉。
运动神经元
运动神经元(也称为传出神经元)是负责将信号从中枢神经系统传递到肌肉以引起运动的神经细胞。它们释放神经递质以触发导致肌肉运动的反应。
运动神经元位于脑干或脊髓(中枢神经系统的一部分)中,并与全身的肌肉、腺体和器官相连。
这些神经元将信号从脊髓和脑干传递到骨骼肌和平滑肌,直接或间接地控制肌肉运动。
例如,用手触摸一个热的表面后,感觉神经元接收信息。然后,运动神经元使手从热的表面移开。
运动神经元有两种类型:
- 下运动神经元 – 这些神经元从脊髓延伸到身体的肌肉。
- 上运动神经元 – 这些神经元在大脑和脊髓之间传递。
运动神经元被归类为多极神经元。这意味着它们有一个轴突和多个从细胞体伸出的树突。
联络神经元
联络神经元(也称为中间神经元)允许感觉神经元和运动神经元相互沟通。联络神经元连接大脑和脊髓内的各种神经元,由于其短轴突而易于识别。
与运动神经元一样,中间神经元也是多极的。这意味着它们有一个轴突和多个树突。
除了作为神经元之间的连接外,中间神经元还可以通过形成不同复杂度的电路来相互沟通。
中间神经元之间的沟通有助于大脑完成复杂的功能,如学习和决策,同时在反射和神经发生——即新神经元的再生中发挥关键作用。
参考文献
Herculano-Houzel, S. (2009). 人类大脑中的数字:线性扩大的灵长类动物大脑. Frontiers in human neuroscience, 3, 31.
Luengo-Sanchez, S., Bielza, C., Benavides-Piccione, R., Fernaud-Espinosa, I., DeFelipe, J., & Larrañaga, P. (2015). 使用高斯混合模型对神经元胞体形态进行明确定义. Frontiers in neuroanatomy, 9, 137.
Miller, M. A., & Zachary, J. F. (2017). 细胞损伤、适应和死亡的机制和形态. 兽医病理学基础, 2.
进一步信息
- Nicholls, J. G., Martin, A. R., Wallace, B. G., & Fuchs, P. A. (2001). 从神经元到大脑 (第271卷). 马萨诸塞州苏丹: Sinauer Associates.
- Pereda, A. E. (2014). 电突触及其与化学突触的功能相互作用. 自然评论神经科学, 15(4), 250-263.
引用来源
本文翻译自以下网站:
simplypsychology.org
使用声明
本文仅供教育和参考用途。如需转载或引用,请注明出处和作者。
如果你有任何问题或建议,请随时联系微信公众号。