Überblick
Neuronen, auch Nervenzellen genannt, senden und empfangen Signale von Ihrem Gehirn. Während Neuronen viel mit anderen Zelltypen gemeinsam haben, sind sie strukturell und funktionell einzigartig.
Spezielle Projektionen, Axone genannt, ermöglichen es Neuronen, elektrische und chemische Signale an andere Zellen zu übertragen. Neuronen können diese Signale auch über wurzelartige Verlängerungen empfangen, die als Dendriten bekannt sind.
Bei der Geburt besteht das menschliche Gehirn aus geschätzten 100 Milliarden Neuronen. Im Gegensatz zu anderen Zellen reproduzieren oder regenerieren sich Neuronen nicht. Sie werden nicht ersetzt, wenn sie sterben.
Die Bildung neuer Nervenzellen wird als Neurogenese bezeichnet. Obwohl dieser Prozess nicht gut verstanden ist, kann er in einigen Teilen des Gehirns nach der Geburt auftreten.
Während Forscher Einblicke in Neuronen und Neurogenese erhalten, arbeiten viele auch daran, Zusammenhänge mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson aufzudecken.
Teile eines Neurons
Neuronen variieren in Größe, Form und Struktur abhängig von ihrer Rolle und Position. Fast alle Neuronen haben jedoch drei wesentliche Teile: einen Zellkörper, ein Axon und Dendriten.
Zellkörper
Der Zellkörper, auch als Soma bekannt, ist der Kern des Neurons. Der Zellkörper trägt genetische Informationen, erhält die Struktur des Neurons und liefert Energie, um Aktivitäten anzutreiben.
Wie andere Zellkörper enthält das Soma eines Neurons einen Kern und spezialisierte Organellen. Es ist von einer Membran umgeben, die es schützt und es ihm ermöglicht, mit seiner unmittelbaren Umgebung zu interagieren.
Axon
Ein Axon ist eine lange, schwanzartige Struktur, die sich an einer speziellen Verbindung, dem Axonhügel, mit dem Zellkörper verbindet. Viele Axone sind mit einer fetthaltigen Substanz namens Myelin isoliert. Myelin hilft Axonen, ein elektrisches Signal zu leiten. Neuronen haben im Allgemeinen ein Hauptaxon.
Dendriten
Dendriten sind faserige Wurzeln, die sich vom Zellkörper abzweigen. Dendriten empfangen und verarbeiten wie Antennen Signale von den Axonen anderer Neuronen. Neuronen können mehr als einen Satz von Dendriten haben, die als dendritische Bäume bekannt sind. Wie viele sie haben, hängt im Allgemeinen von ihrer Rolle ab.
Zum Beispiel sind Purkinje-Zellen eine spezielle Art von Neuronen, die im Kleinhirn vorkommen. Diese Zellen haben hochentwickelte dendritische Bäume, die es ihnen ermöglichen, Tausende von Signalen zu empfangen.
Funktion von Neuronen
Neuronen senden Signale über Aktionspotentiale. Ein Aktionspotential ist eine Verschiebung des elektrischen Potentials des Neurons, die durch den Ionenfluss in und aus der Nervenmembran verursacht wird.
Aktionspotentiale können sowohl chemische als auch elektrische Synapsen auslösen.
Chemische Synapsen
In einer chemischen Synapse beeinflussen Aktionspotentiale andere Neuronen über eine Lücke zwischen Neuronen, die als Synapse bezeichnet wird. Synapsen bestehen aus einem präsynaptischen Ende, einem synaptischen Spalt und einem postsynaptischen Ende.
Wenn ein Aktionspotential erzeugt wird, wird es entlang des Axons zu einem präsynaptischen Ende getragen. Dies löst die Freisetzung chemischer Botenstoffe aus, die als Neurotransmitter bezeichnet werden. Diese Moleküle durchqueren die synaptische Spalte und binden an Rezeptoren im postsynaptischen Ende eines Dendriten.
Neurotransmitter können das postsynaptische Neuron anregen und dadurch ein eigenes Aktionspotential erzeugen. Alternativ können sie das postsynaptische Neuron hemmen. In diesem Fall erzeugt es kein Aktionspotential.
Elektrische Synapsen
Elektrische Synapsen können nur anregen. Sie treten auf, wenn zwei Neuronen über einen Gap Junction verbunden sind. Diese Lücke ist viel kleiner als eine Synapse und umfasst Ionenkanäle, die die direkte Übertragung eines positiven elektrischen Signals erleichtern. Infolgedessen sind elektrische Synapsen viel schneller als chemische Synapsen. Das Signal nimmt jedoch von einem Neuron zum nächsten ab, wodurch sie beim Senden weniger effektiv sind.
Arten von Neuronen
Neuronen variieren in Struktur, Funktion und Erbgut. Angesichts der schieren Anzahl von Neuronen gibt es Tausende verschiedener Arten, ähnlich wie es Tausende Arten lebender Organismen auf der Erde gibt.
In Bezug auf die Funktion klassifizieren Wissenschaftler Neuronen in drei große Typen: sensorische, motorische und Interneurone.
Sensorischen Neuronen
Sensorische Neuronen helfen Ihnen:
- Geschmack
- Geruch
- hören
- sehen
- fühle Dinge um dich herum
Sensorische Neuronen werden durch physikalische und chemische Eingaben aus Ihrer Umgebung ausgelöst. Ton, Berührung, Wärme und Licht sind physikalische Eingaben. Geruch und Geschmack sind chemische Inputs.
Wenn Sie beispielsweise auf heißen Sand treten, werden sensorische Neuronen in den Fußsohlen aktiviert. Diese Neuronen senden eine Nachricht an Ihr Gehirn, die Sie auf die Hitze aufmerksam macht.
Motorische Neuronen
Motoneuronen spielen eine Rolle in der Bewegung, einschließlich freiwilliger und unwillkürlicher Bewegungen. Diese Neuronen ermöglichen es dem Gehirn und dem Rückenmark, mit Muskeln, Organen und Drüsen im ganzen Körper zu kommunizieren.
Es gibt zwei Arten von Motoneuronen: untere und obere. Niedrigere Motoneuronen übertragen Signale vom Rückenmark zu den glatten Muskeln und den Skelettmuskeln. Obere Motoneuronen übertragen Signale zwischen Gehirn und Rückenmark.
Wenn Sie zum Beispiel essen, senden niedrigere Motoneuronen in Ihrem Rückenmark Signale an die glatten Muskeln in Ihrer Speiseröhre, Ihrem Magen und Ihrem Darm. Diese Muskeln ziehen sich zusammen, wodurch sich die Nahrung durch Ihren Verdauungstrakt bewegen kann.
Interneurone
Interneurone sind neuronale Vermittler in Ihrem Gehirn und Rückenmark. Sie sind die häufigste Art von Neuronen. Sie leiten Signale von sensorischen Neuronen und anderen Interneuronen an Motoneuronen und andere Interneurone weiter. Oft bilden sie komplexe Schaltkreise, die Ihnen helfen, auf externe Reize zu reagieren.
Wenn Sie beispielsweise etwas Heißes berühren, senden sensorische Neuronen in Ihren Fingerspitzen ein Signal an Interneurone in Ihrem Rückenmark. Einige Interneurone leiten das Signal an Motoneuronen in Ihrer Hand weiter, sodass Sie Ihre Hand wegbewegen können. Andere Interneurone senden ein Signal an das Schmerzzentrum in Ihrem Gehirn, und Sie haben Schmerzen.
Aktuelle Forschung
Während die Forschung unser Verständnis von Neuronen im letzten Jahrhundert verbessert hat, gibt es noch viel, was wir nicht verstehen.
Zum Beispiel glaubten Forscher bis vor kurzem, dass die Bildung von Neuronen bei Erwachsenen in einer Region des Gehirns stattfindet, die Hippocampus genannt wird. Der Hippocampus ist an Gedächtnis und Lernen beteiligt.
Eine kürzlich durchgeführte Studie stellt jedoch Überzeugungen über die Neurogenese des Hippocampus in Frage. Nach der Analyse von Hippocampus-Proben von 37 Spendern kamen die Forscher zu dem Schluss, dass Erwachsene relativ wenige neue Hippocampus-Neuronen produzieren.
Obwohl die Ergebnisse noch nicht bestätigt wurden, sind sie ein erheblicher Rückschlag. Viele Forscher auf diesem Gebiet hofften, dass die Neurogenese bei der Behandlung von Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson helfen könnte, die Neuronenschäden und Tod verursachen.
Das wegnehmen
Nervensystemzellen werden Neuronen genannt. Sie haben drei verschiedene Teile, einschließlich eines Zellkörpers, eines Axons und von Dendriten. Diese Teile helfen ihnen beim Senden und Empfangen chemischer und elektrischer Signale.
Während es Milliarden von Neuronen und Tausende von Arten von Neuronen gibt, können sie basierend auf ihrer Funktion in drei Grundgruppen eingeteilt werden: Motoneuronen, sensorische Neuronen und Interneurone.
Wir wissen immer noch nicht viel über Neuronen und ihre Rolle bei der Entwicklung bestimmter Gehirnzustände.
