Məlumat

Neyronlarda MHC sayı

Neyronlarda MHC sayı


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Neyronların bədənin digər hüceyrələrindən mütənasib olaraq daha az MHC molekulları olduğunu oxudum. Bunun üstünlüyü nədir?


MHC tərəfindən antigen təqdimatı immunitet sistemi tərəfindən sitotoksik reaksiyaya səbəb olacaq, bu, adətən bədəndə yaxşı bir şeydir, çünki əksər hüceyrələr sadəcə bölünə və təkrarlana bilər. Bununla belə, neyronlar belə bir hücumdan regenerasiyada xüsusilə təsirsizdirlər və onları əldə etmək asan deyil; onlar da olduqca vacibdir! Risk etməmək daha yaxşıdır, hə?

Bununla belə, MHC-nin neyron ifadəsi əslində olduqca mürəkkəb bir vəziyyətdir və bu açıq giriş məqaləsi dovşan dəliyinə yaxşı bir başlanğıcdır (həmçinin burada, burada və əgər girişiniz varsa, burada baxın).


Neyronlarda MHC-lərin sayı - Biologiya

Neyronlar və glia hərəkətləri əlaqələndirir və CNS və PNS-də siqnalları ötürür.

Öyrənmə Məqsədləri

Mərkəzi və periferik sinir sistemləri arasında quruluş və funksiya fərqlərini xatırlayın

Əsas Çıxarışlar

Əsas Nöqtələr

  • Mərkəzi sinir sistemi beyin və onurğa beyni ehtiva edir periferik sinir sistemi sinirlər, motor neyronlar, avtonom sinir sistemi və bağırsaq sinir sistemindən ibarətdir.
  • Sinir sistemi beyindən digər bədən hissələrinə siqnal ötürməklə və rəyi dinləməklə bədənin könüllü və qeyri-iradi hərəkətlərini koordinasiya edir.
  • Sinir sistemləri müxtəlif heyvanlar arasında dəyişir, bəzi onurğasızlarda həqiqi sinir sistemi və ya həqiqi beyin yoxdur, digər onurğasızlarda isə beyin və sinir sistemi var.
  • Onurğalılardan fərqli olaraq, bütün onurğasızların həm CNS, həm də PNS-i yoxdur, onların sinir kordları dorsal deyil, ventral olaraq yerləşir.
  • Sinir sisteminin funksiyalarını iki növ hüceyrə yerinə yetirir: onlar arasında və bədənin bir hissəsindən digərinə siqnal ötürən neyronlar və neyronların funksiyasını dəstəkləyən və qoruyan homeostazı tənzimləyən glia.

Əsas Şərtlər

  • neyron: bir akson və bir neçə dendritdən ibarət sinir impulslarını keçirən sinir sisteminin hüceyrəsi
  • sinir sistemi: bədənin könüllü və qeyri-iradi hərəkətlərini koordinasiya edən və bədənin müxtəlif hissələri arasında siqnallar ötürən orqan sistemi
  • glial hüceyrə: sinir sistemində neyronları dəstəkləyən və qoruyan hüceyrə

Sinir sistemi: Giriş

Sinir sistemi bədənin könüllü və qeyri-iradi hərəkətlərini əlaqələndirir və bədənin müxtəlif hissələri arasında siqnallar ötürür. Sinir toxuması ilk dəfə təxminən 550-600 milyon il əvvəl qurd kimi orqanizmlərdə yaranmışdır. Onurğalı heyvanların əksər növlərində o, iki əsas hissədən ibarətdir: mərkəzi sinir sistemi (MSS) və periferik sinir sistemi (PNS). CNS beyin və onurğa beyni ehtiva edir. PNS əsasən mərkəzi sinir sistemini bədənin hər bir hissəsi ilə birləşdirən uzun liflər olan sinirlərdən ibarətdir. PNS-ə motor neyronları (könüllü hərəkətə vasitəçi), avtonom sinir sistemi (ixtiyari funksiyaları tənzimləyən simpatik sinir sistemi və parasimpatik sinir sistemindən ibarətdir) və bağırsaq sinir sistemi (funksiyaları sinir sisteminin yarı müstəqil hissəsi) daxildir. mədə-bağırsaq sisteminə nəzarət etməkdir).

Sinir sistemi eyni vaxtda bir neçə funksiyanı yerinə yetirir. Məsələn, siz oxuduğunuz zaman vizual sistem səhifədə görünənləri emal edir, motor sistemi səhifələrin çevrilməsinə nəzarət edir (və ya siçanın kliklənməsi) prefrontal korteks diqqəti saxlayır. Hətta nəfəs alma və bədən istiliyinin tənzimlənməsi kimi fundamental funksiyalar da sinir sistemi tərəfindən idarə olunur. Sinir sistemi orqanizmin idarəetmə mərkəzidir: o, orqanizmin xaricdən (və daxilində) gələn duyğu məlumatlarını emal edir və yeməkdən yatmağa, həyat yoldaşı tapmağa qədər bütün davranışlara nəzarət edir.

Sinir sistemi iş başında: Hündürlüyə tullanma kimi dəqiq bir hərəkətin planlaşdırılması və icrası zamanı idmançının sinir sistemi çox işləyir. Sinir sisteminin hissələri nə qədər itələmək və nə vaxt dönmək lazım olduğunu müəyyən etməkdə, eləcə də bütün bədəndəki əzələləri idarə etməkdə iştirak edir ki, bu da bir neçə saniyə ərzində çubuğu yıxmadan bu mürəkkəb hərəkəti mümkün edir.

Heyvanlar aləmində sinir sistemləri struktur və mürəkkəblik baxımından müxtəlifdir. Dəniz süngərləri kimi bəzi orqanizmlərin əsl sinir sistemi yoxdur. Digərləri, məsələn, meduzalarda əsl beyin yoxdur. Bunun əvəzinə, onların “sinir şəbəkəsi” adlanan ayrı, lakin bir-birinə bağlı sinir hüceyrələri (neyronlar) sistemi var. Dəniz ulduzları kimi exinodermlərdə sinir adlanan liflərə yığılmış sinir hüceyrələri var. Platyhelminthes filumunun yastı qurdları həm kiçik bir beyindən və iki sinir kordundan ibarət mərkəzi sinir sisteminə, həm də bədən boyunca uzanan sinir sistemini ehtiva edən periferik sinir sisteminə malikdir. Həşəratların sinir sistemi daha mürəkkəbdir, lakin eyni zamanda kifayət qədər mərkəzləşdirilməmişdir. Tərkibində beyin, ventral sinir kordonu və qanqliya (birləşdirilmiş neyron qrupları) var. Bu qanqliya beyindən daxil olmadan hərəkətləri və davranışları idarə edə bilir. Octopi onurğasız sinir sistemlərinin ən mürəkkəbinə sahib ola bilər. Onların xüsusi loblarda və struktur olaraq onurğalı növlərinə bənzər gözlərdə təşkil edilmiş neyronları var.

Müxtəlif sinir sistemləri: (a) Knidarlarda sinir hüceyrələri mərkəzləşdirilməmiş sinir şəbəkəsi əmələ gətirir. (b) Exinodermlərdə sinir hüceyrələri sinir adlanan liflərə yığılır. (c) Planarlar kimi ikitərəfli simmetriya nümayiş etdirən heyvanlarda neyronlar məlumatı emal edən ön beyinə toplanır. (d) Buğumayaqlılarda beyindən əlavə, periferik qanqliya adlanan sinir hüceyrəsi cisimciklərinin ventral sinir kordonu boyunca yerləşən çoxluqları vardır. Sağ qalmaq üçün ovlanmalı olan kalamar və (e) ahtapot kimi mollyuskaların milyonlarla neyronu olan mürəkkəb beyinləri var. (f) onurğalılarda beyin və onurğa beyni mərkəzi sinir sistemini, bədənin qalan hissəsinə yayılan neyronlar isə periferik sinir sistemini təşkil edir.

Onurğasızlarla müqayisədə onurğalıların sinir sistemləri daha mürəkkəb, mərkəzləşdirilmiş və ixtisaslaşmışdır. Fərqli onurğalıların sinir sistemləri arasında böyük müxtəliflik olsa da, onların hamısı əsas bir quruluşa malikdir: CNS və PNS. Onurğasızların və onurğalıların sinir sistemləri arasındakı maraqlı fərq ondan ibarətdir ki, bir çox onurğasızların sinir kordları ventral (qarın boşluğuna yaxın), onurğalıların onurğa iliyi isə dorsal (arxaya yaxın) yerləşmişdir. Təkamülçü bioloqlar arasında bu müxtəlif sinir sistemi planlarının ayrı-ayrılıqda təkamül edib-etməməsi və ya onurğasızların bədən planının onurğalıların təkamülü zamanı hansısa şəkildə “çevrilib” olub-olmaması ilə bağlı mübahisələr var.

Sinir sistemi neyronlardan, kimyəvi və ya elektrik siqnallarını qəbul edə və ötürə bilən xüsusi hüceyrələrdən və neyronları tamamlayan məlumat emal rolunu oynayaraq neyronlara dəstək funksiyalarını təmin edən hüceyrələrdən ibarətdir. Bir neyronu elektrik naqili ilə müqayisə etmək olar: o, siqnalı bir yerdən başqa yerə ötürür. Glianı elektrik şirkətinin işçiləri ilə müqayisə etmək olar ki, onlar naqillərin lazımi yerlərə getməsinə, naqillərin saxlanmasına və qırılan naqillərin sökülməsinə əmin olurlar. Qlial hüceyrələr neyronları dəstəkləsə də, son sübutlar onların neyronların bəzi siqnal funksiyalarını da öz üzərinə götürdüyünü göstərir.


Molekulyar Hüceyrə Biologiyası. 4-cü nəşr.

Bu giriş bölməsində biz neyronlara xas olan struktur xüsusiyyətləri və onların məlumatı emal etmək və ötürmək üçün istifadə etdikləri elektrik siqnallarının növlərini təsvir edirik. Daha sonra sinapsları, neyronların digər hüceyrələrdən məlumat göndərdiyi və qəbul etdiyi ixtisaslaşdırılmış saytları və neyron qruplarına mürəkkəb prosesləri koordinasiya etməyə imkan verən bəzi sxemləri təqdim edirik. Bu mövzuların hər biri fəslin sonrakı bölmələrində daha ətraflı şəkildə əhatə olunacaq.


35.1 Neyronlar və Glial Hüceyrələr

Bu bölmənin sonunda siz aşağıdakıları edə biləcəksiniz:

  • Neyronun struktur komponentlərinin funksiyalarını sadalayın və təsvir edin
  • Neyronun dörd əsas növünü sadalayın və təsvir edin
  • Müxtəlif növ glial hüceyrələrin funksiyalarını müqayisə edin

Şəkil 35.2-də göstərilən heyvanların müxtəlifliyi ilə göstərildiyi kimi, bütün heyvanlar aləmində sinir sistemləri struktur və mürəkkəblik baxımından müxtəlifdir. Dəniz süngərləri kimi bəzi orqanizmlərin əsl sinir sistemi yoxdur. Digərləri, meduzalar kimi, əsl beyindən məhrumdurlar və bunun əvəzinə “sinir şəbəkəsi” adlanan ayrı, lakin əlaqəli sinir hüceyrələrindən (neyronlar) ibarət sistem var. Dəniz ulduzları kimi exinodermlərdə sinir adlanan liflərə yığılmış sinir hüceyrələri var. Platyhelminthes filumunun yastı qurdları həm kiçik bir "beyin" və iki sinir kordundan ibarət mərkəzi sinir sisteminə (CNS), həm də bütün bədənə yayılan sinir sistemini ehtiva edən periferik sinir sisteminə (PNS) malikdir. Həşəratların sinir sistemi daha mürəkkəbdir, lakin eyni zamanda kifayət qədər mərkəzləşdirilməmişdir. Tərkibində beyin, ventral sinir kordonu və qanqliya (birləşdirilmiş neyron qrupları) var. Bu qanqliya beyindən daxil olmadan hərəkətləri və davranışları idarə edə bilir. Octopi onurğasızların sinir sistemlərinin ən mürəkkəbinə sahib ola bilər - onurğalı növlərə struktur olaraq oxşar olan xüsusi loblarda və gözlərdə təşkil edilmiş neyronlara malikdir.

Onurğasızlarla müqayisədə onurğalıların sinir sistemləri daha mürəkkəb, mərkəzləşdirilmiş və ixtisaslaşmışdır. Fərqli onurğalıların sinir sistemləri arasında böyük müxtəliflik olsa da, onların hamısı əsas bir quruluşa malikdir: beyin və onurğa beyni və periferik hissiyyat və motor sinirlərdən ibarət PNS olan CNS. Onurğasızların və onurğalıların sinir sistemləri arasında maraqlı bir fərq ondan ibarətdir ki, bir çox onurğasızların sinir kordları ventral, onurğalıların onurğa beyni isə arxa tərəfdə yerləşir. Təkamülçü bioloqlar arasında bu müxtəlif sinir sistemi planlarının ayrı-ayrılıqda təkamül edib-etmədiyi və ya onurğasızların bədən planının onurğalıların təkamülü zamanı hansısa şəkildə “çevrildiyi” ilə bağlı mübahisələr var.

Öyrənməyə keçid

Bioloq Mark Kirşnerin onurğalıların təkamülünün “fırıldama” fenomenini müzakirə etdiyi bu videosuna baxın.

Sinir sistemi neyronlardan, kimyəvi və ya elektrik siqnallarını qəbul edib ötürə bilən xüsusi hüceyrələrdən və neyronları tamamlayan məlumat emal rolunu oynayaraq neyronlara dəstək funksiyalarını təmin edən hüceyrələrdən ibarətdir. Bir neyron elektrik naqili ilə müqayisə edilə bilər - bir yerdən digərinə siqnal ötürür. Glianı elektrik şirkətinin işçiləri ilə müqayisə etmək olar ki, onlar naqillərin lazımi yerlərə getməsinə, naqillərin saxlanmasına və qırılan naqillərin sökülməsinə əmin olurlar. Qlia işçilərlə müqayisə edilsə də, son sübutlar onların neyronların bəzi siqnal funksiyalarını da mənimsədiyini göstərir.

Sinir sisteminin müxtəlif hissələrində mövcud olan neyron və glia tiplərində böyük müxtəliflik var. Neyronun dörd əsas növü var və onlar bir neçə vacib hüceyrə komponentini bölüşürlər.

Neyronlar

Ümumi laboratoriya milçəyinin sinir sistemi, Drosophila melanogaster, təxminən 100.000 neyron ehtiva edir ki, bu da bir xərçəngkimi ilə eynidir. Bu rəqəm siçanda 75 milyona, ahtapotda isə 300 milyona bərabərdir. İnsan beynində təxminən 86 milyard neyron var. Bu çox fərqli rəqəmlərə baxmayaraq, bu heyvanların sinir sistemləri eyni davranışların bir çoxunu idarə edir - əsas reflekslərdən tutmuş yemək tapmaq və arvadbazlıq etmək kimi daha mürəkkəb davranışlara qədər. Bütün bu davranışların əsasında neyronların bir-biri ilə, eləcə də digər hüceyrə növləri ilə əlaqə qurma qabiliyyəti dayanır.

Əksər neyronlar eyni hüceyrə komponentlərini paylaşır. Lakin neyronlar həm də yüksək dərəcədə ixtisaslaşmışdır - müxtəlif növ neyronlar funksional rolları ilə əlaqəli müxtəlif ölçü və formalara malikdir.

Neyronun hissələri

Digər hüceyrələr kimi, hər bir neyronda nüvə, hamar və kobud endoplazmatik retikulum, Golgi aparatı, mitoxondriya və digər hüceyrə komponentləri olan hüceyrə gövdəsi (və ya soma) var. Neyronlar həmçinin neyron rabitəsini mümkün edən elektrik siqnallarını qəbul etmək və göndərmək üçün Şəkil 35.3-də təsvir edilmiş unikal strukturlara malikdir. Dendritlar, sinaps adlanan xüsusi qovşaqlarda digər neyronlardan mesaj almaq üçün hüceyrə gövdəsindən uzaqlaşan ağaca bənzər strukturlardır. Bəzi neyronlarda heç bir dendrit olmasa da, bəzi növ neyronların çoxlu dendritləri var. Dendritlərdə mümkün sinaptik əlaqələr üçün səth sahəsini daha da artıran dendritik tikanlar adlanan kiçik çıxıntılar ola bilər.

Siqnal dendrit tərəfindən qəbul edildikdən sonra o, passiv şəkildə hüceyrə orqanına keçir. Hüceyrə gövdəsi çoxlu sinapslardan gələn siqnalları birləşdirən və hüceyrə gövdəsi ilə akson arasında qovşaq rolunu oynayan xüsusi bir quruluşa, akson təpəsinə malikdir. Akson, inteqrasiya olunmuş siqnalı akson terminalları adlanan xüsusi sonluqlara çatdıran boruya bənzər bir quruluşdur. Bu terminallar öz növbəsində digər neyronlara, əzələlərə və ya hədəf orqanlara sinaps edir. Akson terminallarında buraxılan kimyəvi maddələr siqnalların bu digər hüceyrələrə çatdırılmasına imkan verir. Neyronlarda adətən bir və ya iki akson olur, lakin bəzi neyronlarda, məsələn, tor qişadakı amakrin hüceyrələrdə heç bir akson yoxdur. Bəzi aksonlar miyelinlə örtülmüşdür, bu, elektrik siqnalının aksondan aşağıya doğru gedərkən yayılmasını minimuma endirmək üçün izolyator rolunu oynayır və keçirmə sürətini xeyli artırır. Bu izolyasiya vacibdir, çünki insan motor neyronunun aksonu bir metrə qədər - onurğa sütunundan ayaq barmaqlarına qədər ola bilər. Miyelin qabığı əslində neyronun bir hissəsi deyil. Miyelin glial hüceyrələr tərəfindən istehsal olunur. Akson boyunca miyelin qabığında dövri boşluqlar var. Bu boşluqlar Ranvier qovşaqları adlanır və siqnalın akson boyunca hərəkət edərkən "yenidən doldurulduğu" yerlərdir.

Qeyd etmək vacibdir ki, tək bir neyron tək fəaliyyət göstərmir - neyron rabitəsi neyronların bir-biri ilə (həmçinin əzələ hüceyrələri kimi digər hüceyrələrlə) qurduğu əlaqələrdən asılıdır. Tək bir neyrondan olan dendritlər bir çox digər neyronlardan sinaptik əlaqə ala bilər. Məsələn, beyincikdəki bir Purkinje hüceyrəsindəki dendritlərin 200.000-ə qədər digər neyrondan əlaqə aldığı düşünülür.

Vizual əlaqə

Aşağıdakı ifadələrdən hansı yanlışdır?

  1. Soma sinir hüceyrəsinin hüceyrə orqanıdır.
  2. Miyelin qabığı dendritlərə izolyasiya qatını təmin edir.
  3. Aksonlar siqnalı somadan hədəfə çatdırır.
  4. Dendritlər siqnalı somaya aparır.

Neyron növləri

Müxtəlif növ neyronlar var və müəyyən bir neyronun funksional rolu onun strukturundan çox asılıdır. Şəkil 35.4-də göstərilən neyronlarla təsvir olunduğu kimi, sinir sisteminin müxtəlif hissələrində (və növlər arasında) heyrətamiz dərəcədə müxtəlif forma və ölçülər mövcuddur.

Bir çox müəyyən edilmiş neyron hüceyrə alt tipləri olsa da, neyronlar dörd əsas növə bölünür: unipolar, bipolyar, multipolyar və psevdounipolar. Şəkil 35.5 bu dörd əsas neyron tipini göstərir. Unipolar neyronların somadan uzağa uzanan yalnız bir quruluşu var. Bu neyronlar onurğalılarda tapılmır, lakin həşəratlarda əzələ və ya bezləri stimullaşdıran yerlərdə olur. Bipolyar neyronda somadan uzanan bir akson və bir dendrit var. Bipolyar neyron nümunəsi, işığa həssas olan fotoreseptor hüceyrələrindən siqnalları qəbul edən və bu siqnalları siqnalı beyinə daşıyan qanqlion hüceyrələrinə ötürən tor qişanın bipolyar hüceyrəsidir. Çoxqütblü neyronlar ən çox yayılmış neyron növüdür. Hər bir çoxqütblü neyron bir akson və çoxlu dendritlərdən ibarətdir. Çoxqütblü neyronlar mərkəzi sinir sistemində (beyin və onurğa beyni) tapıla bilər. Çoxqütblü neyronlara misal olaraq beyincikdə çoxlu budaqlanan dendritləri olan, lakin yalnız bir akson olan Purkinje hüceyrəsini göstərmək olar. Pseudounipolar hüceyrələr həm unipolar, həm də bipolyar hüceyrələrlə eyni xüsusiyyətlərə malikdir. Pseudounipolar hüceyrədə birqütblü hüceyrə kimi somadan uzanan tək bir proses var, lakin bu proses sonradan bipolyar hüceyrə kimi iki fərqli struktura bölünür. Əksər duyğu neyronları psevdounipolyardır və iki uzantıya bölünən bir aksona malikdir: biri sensor məlumatı qəbul edən dendritlərə bağlıdır, digəri isə bu məlumatı onurğa beyninə ötürən.

Gündəlik Bağlantı

Neyrogenez

Bir vaxtlar elm adamları insanların sahib olduqları bütün neyronlarla doğulduğuna inanırdılar. Son bir neçə onillikdə aparılan tədqiqatlar göstərir ki, yeni neyronların doğulması olan neyrogenez yetkinliyə qədər davam edir. Neyrogenez ilk dəfə mahnı öyrənərkən yeni neyronlar istehsal edən nəğmə quşlarında aşkar edilmişdir. Məməlilər üçün yeni neyronlar da öyrənmədə mühüm rol oynayır: hər gün hipokampusda (öyrənmə və yaddaşda iştirak edən beyin strukturu) təxminən 1000 yeni neyron inkişaf edir. Yeni neyronların əksəriyyəti ölsə də, tədqiqatçılar hipokampusda sağ qalan yeni neyronların sayının artmasının siçovulların yeni bir tapşırığı necə yaxşı öyrənmələri ilə əlaqəli olduğunu tapdılar. Maraqlıdır ki, həm məşq, həm də bəzi antidepresan dərmanlar da hipokampusda neyrogenezi təşviq edir. Stressin əks təsiri var. Neyrogenez digər toxumalarda regenerasiya ilə müqayisədə olduqca məhdud olsa da, bu sahədə aparılan tədqiqatlar Alzheimer, insult və epilepsiya kimi xəstəliklər üçün yeni müalicələrə səbəb ola bilər.

Elm adamları yeni neyronları necə müəyyənləşdirirlər? Tədqiqatçı heyvanın beyninə bromodeoksiyuridin (BrdU) adlı birləşmə yeridə bilər. Bütün hüceyrələr BrdU-ya məruz qalacağı halda, BrdU yalnız S fazasında olan yeni yaradılan hüceyrələrin DNT-sinə daxil ediləcək. Birləşdirilmiş BrdU-ya flüoresan etiket yapışdırmaq üçün immunohistokimya adlanan üsuldan istifadə edilə bilər və tədqiqatçı beyin toxumasında BrdU-nun və beləliklə də yeni neyronların varlığını vizuallaşdırmaq üçün flüoresan mikroskopiyadan istifadə edə bilər. Şəkil 35.6, siçovulun hipokampusunda flüoresan etiketli neyronları göstərən mikroqrafikdir.

Öyrənməyə keçid

Bu saytda interaktiv laboratoriya simulyasiyası və BrdU-nun yeni hüceyrələri necə etiketlədiyini izah edən video da daxil olmaqla, neyrogenez haqqında daha çox məlumat var.

Qlia tez-tez sinir sisteminin dəstəkləyici hissəsi kimi düşünülsə də, beyindəki glial hüceyrələrin sayı əslində neyronların sayından on dəfə çoxdur. Neyronlar bu glial hüceyrələrin yerinə yetirdiyi həyati rollar olmadan fəaliyyət göstərə bilməzlər. Glia inkişaf edən neyronları təyinat yerlərinə, tampon ionlarına və neyronlara zərər verə biləcək kimyəvi maddələrə istiqamətləndirir və aksonların ətrafında miyelin örtükləri təmin edir. Elm adamları bu yaxınlarda kəşf etdilər ki, onlar da sinir fəaliyyətinə cavab verməkdə və sinir hüceyrələri arasında əlaqəni modulyasiya etməkdə rol oynayırlar. Qlia düzgün işləmədikdə, nəticə fəlakətli ola bilər - beyin şişlərinin çoxu gliadakı mutasiyalardan qaynaqlanır.

Glia növləri

Fərqli funksiyaları olan bir neçə müxtəlif növ glia var, onlardan ikisi Şəkil 35.7-də göstərilmişdir. Şəkil 35.8a-da göstərilən astrositlər MSS-də həm kapilyarlarla, həm də neyronlarla əlaqə qurur. Onlar neyronları qida və digər maddələrlə təmin edir, hüceyrədənkənar mayedə ionların və kimyəvi maddələrin konsentrasiyasını tənzimləyir və sinapslara struktur dəstək verir. Astrositlər həmçinin qan-beyin maneəsini - zəhərli maddələrin beyinə daxil olmasını maneə törədən bir quruluş meydana gətirirlər. Xüsusilə astrositlərin sinir fəaliyyətinə cavab olaraq aktivləşdiyi, astrositlər arasında kalsium dalğalarını ötürdüyü və ətrafdakı sinapsların fəaliyyətini modullaşdırdığı kalsium görüntüləmə təcrübələri vasitəsilə göstərilmişdir. Peyk glia PNS-dəki neyronlar üçün qida və struktur dəstəyi təmin edir. Microglia ölü hüceyrələri təmizləyir və parçalayır və beyni mikroorqanizmlərin işğalından qoruyur. Şəkil 35.8b-də göstərilən oliqodendrositlər MSS-də aksonların ətrafında miyelin örtükləri əmələ gətirir. Bir akson bir neçə oliqodendrosit tərəfindən miyelinləşə bilər və bir oliqodendrosit çoxlu neyronlar üçün miyelin təmin edə bilər. Bu, bir Schwann hüceyrəsinin yalnız bir akson üçün miyelin təmin etdiyi PNS-dən fərqlidir, çünki bütün Schwann hüceyrəsi aksonu əhatə edir. Radial glia, neyronların son təyinatlarına köçdükləri zaman inkişaf etdirilməsi üçün iskele rolunu oynayır. Ependimal hüceyrələr beynin maye ilə dolu mədəciklərini və onurğa beyninin mərkəzi kanalını əhatə edir. Onlar beyin üçün bir yastıq kimi xidmət edən, onurğa beyni ilə beyin arasında mayeni hərəkət etdirən və xoroid pleksus üçün bir komponent olan serebrospinal mayenin istehsalında iştirak edirlər.


Fillərdə ən çox neyron var. Niyə Onlar Ən Ağıllı Heyvanlar Deyillər?

Nə üçün fillər ən ağıllı heyvanlar deyil, çünki onlarda ən çox neyron var? əvvəlcə Quora-da göründü: bilik əldə etmək və bölüşmək üçün yer, insanlara başqalarından öyrənməyə və dünyanı daha yaxşı başa düşməyə imkan verir.

Neyropsixoloq Fabian van den Berg tərəfindən Quora-da cavab:

Nə üçün fillər ən ağıllı heyvanlar deyil, çünki onlarda ən çox neyron var?

Biz tez-tez "daha böyükdür daha yaxşıdır" sözlərini eşidirik, bu, ödəniş çekləri üçün doğru ola bilər, lakin başqa şeylər üçün deyil. Mən əlbəttə ki, beyinlərdən danışıram, başqa nə? Təbiət heyrətamiz bir həyat müxtəlifliyinə malikdir, hər biri özünəməxsus beyinə malikdir. Bu beyinlərdən bəziləri, 5 kq beyin (11 funt) və 257 milyard neyron olan Afrika fili kimi böyük orqanlara çevrilir. Bəzi beyinlər, cəmi 300 neyronla qramın yalnız bir hissəsinə daxil olan dəyirmi qurdlar kimi kiçik qalır. İnsanlar arasında 1,4 kq (3 funt) beyin var və 86 milyard neyron verir və ya alır.

Burada belə bir sual yaranır, əgər insanlar fillər kimi heyvanlardan üstündürsə, niyə biz özümüzü yer üzündə ən ağıllı məxluq adlandırırıq? Necə olur ki, neyronlarının sayı təxminən 3 dəfə çox olan bir fil bizim kvant mexanikası ilə mübarizəmizə gülmür?

Gecə xəbərləri kimi, səbəb sizi təəccübləndirə bilər. Açıq desək, insanlar o qədər də xüsusi deyillər. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, ən çox neyronları olan ən böyük beynimiz yoxdur. Bizdə delfinlərin heyrətamiz dərəcədə mürəkkəb beyin qıvrımları ilə bizi döydüyü ən böyük səth sahəsinə malik beyin yoxdur. Bədən ölçüsünü nəzərə alsaq, bir az yaxınlaşırıq, lakin bir marmosetdən (dürüstcə o qədər də parlaq olmayan bir növ kiçik meymun) itirəcəyik. adlı yeni tədbir hazırlanmışdır 'ensefalizasiya əmsalı' (EQ), beyin və bədən ölçüsü arasındakı əlaqənin xətti olmadığını nəzərə alır. Bu, bütöv bir düsturdur, amma eqomuz üçün lazım olanı bizə verdi, biz zirvədə idik! Ölçümüzə əsasən, beynimiz olması lazım olduğundan 7 dəfə böyükdür. Bizim üçün əla səslənir, lakin digər heyvanlar üçün tədbir bir qədər uğursuz oldu. EQ-yə inansaq, rhesus meymunu qorilladan daha ağıllı olmalıdır, bu belə deyil. Bu, bizi birinci yerə qaytarır.

İnsanlar, zəkaya gəldikdə, ümumiyyətlə, o qədər də fərqlənmirlər. Mütləq beyin ölçüsü bizi ağıllı edən şey deyil, səth sahəsi, EQ və ya neyron sıxlığı deyil. Bəs nə üçün böyük beyni və daha çox neyronu olan bir fil insan qədər ağıllı və hətta ağıllı deyil? Bu, nevrologiya və biologiyanın bir az çətinləşdiyi yerdir, bir nümunə kömək edə bilər.

Dünyanın ən sürətli superkompüterini nəzərdən keçirək. Yazı zamanı, bu, IBM tərəfindən edilən Zirvədir. O, təsirli 9.216 CPU, 27.648 GPU-ya malikdir və saniyədə 200 kvadrilyon hesablama apara bilir. Müqayisə üçün qeyd edək ki, bu maşının 1 saniyədə edə biləcəyini etmək üçün yer üzündəki hər bir insanın birlikdə işləməsi, demək olar ki, bir il ərzində saniyədə 1 hesablama aparması lazımdır. O, kainatı modelləşdirmək, xərçəngi araşdırmaq və genetikanı təsəvvür edə bilməyəcəyimiz miqyasda müəyyən etmək üçün qurulub. Ancaq Minecraft-ı idarə edə bilərmi? Yox ola bilməz. Ancaq mənim köhnə i7 dördnüvəli noutbukum Minecraft-ı yaxşı işlədə bilər. Qəribə deyilmi, mənim mənzilimə uyğun olduğundan daha çox yaddaşa və emal gücünə malik nəhəng kompüter mənim cılız noutbukumun edə biləcəyi sadə oyunu işlədə bilməz? "Super" kompüterlər üçün çox şey.

Həqiqət budur ki, şey Minecraft-ı idarə etmək üçün nəzərdə tutulmayıb. Bu mürəkkəb astronomik və bioloji modelləri idarə etmək üçün hazırlanmışdır, mənim laptopum isə mənim üçün faydalı olan oyunları və müxtəlif digər tapşırıqları yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulub. Əminəm ki, bəzi oyuncaqlarla bu sistemlərdə istənilən oyunu işə sala bilərsiniz, lakin bunun üçün mütləq problemlə üzləşəcəksiniz. Beyinləri müqayisə edərkən, mütləq neyron sayına baxmaq lazım olan tək şey deyil. Mütləq emal gücü Minecraft oynamaq lazım olanda axtardığınız yeganə şey olmadığı kimi. Maşında nə var, necə bağlıdır, necə interfeys edir, hamısı kompüterin məqsədindən asılı olaraq dəyişir.

İnsan beyni və Fil beyni birdən çox cəhətdən fərqlidir. Məsələn, müxtəlif hissələrdə neyronların fərqli konsentrasiyası var. Üç dəfə çox neyron olmasına baxmayaraq, fillərin beyin qabığında yalnız üçdə biri qədər neyron var. Korteks beynin bir çox "daha yüksək idrak funksiyaları" və zəka ilə əlaqələndirdiyimiz hissəsidir. Bütün bu fil beyin hüceyrələri hərəkətlər üçün istifadə olunan beyincik kimi digər sahələrdə cəmləşmişdir (bu gövdə çox qabiliyyətli görünür).

Beynin necə birləşdiyi başqa bir amildir. Neandertalların 1600 sm3 beyin tutumu olan bizdən daha böyük beyinə sahib olduğunu təxmin edirik. Tədqiqatçılar bu yaxınlarda bəzi Neandertal beyin maddələri yetişdirəndə onların bizimkindən çox fərqli olduğunu gördük. İnsanın mini beyinləri gözəl, hamar kürələr idi, Neandertal beyinləri isə daha çox popkorna bənzəyirdi. Nəticələr hələ də aydın deyil, lakin bu, bizi bu nöqtəyə gətirir: beyinlər mürəkkəbdir. Beyinlər neyronların və dəstək hüceyrələrinin homojen kütlələri deyil. Beyinlərin strukturu var, neyronlar sütunlar və təbəqələr təşkil edir, xüsusi məlumat göndərmək və qəbul etmək üçün xüsusi yollara malikdir. Neyronların quruluşu və əlaqəsi onların məlumatı nəyi və necə emal etməsinə təsir edir. Fərqli heyvanların fərqli ehtiyacları, fərqli hissləri və fərqli bədənləri var. Beyinlər bütün bunlarla məşğul olmaq üçün formalaşır. Fil yaxşı qiymət almaq üçün riyaziyyat problemlərini həll etməməli, qida əldə etmək üçün gövdəsini idarə etməlidir.

Başlanğıcda qeyd edildiyi kimi, təbiətin heyrətamiz bir həyat və beyin müxtəlifliyi var. Bu beyinlər milyonlarla il ərzində təkamül yolu ilə formalaşıb və təkamül zəkaya bizim qədər əhəmiyyət vermir. Təkamül məqsədləri olmayan bir prosesdir, bunun əvəzinə daha çox vaxt tələb olunur "kifayət qədər yaxşı" yanaşma. Orqanizm öz mühitində fəaliyyət göstərməlidir. Bizim filimiz üçün fil beyni, fil işini görmək üçün tamamilə mükəmməldir, bu, filliyin zirvəsidir.

İnsanların müxtəlif sağ qalma taktikaları və təkamül problemləri var idi. Pəncələrimiz yox idi və çox böyük və güclü deyildik, əksinə ağıllı və sosial idik. Təkamül baxımından biz hər şeyi beynimizə qoyuruq, bu da beyin qabığımız tərəfindən əks olunur. Digər ölçmələrdən fərqli olaraq, beyin qabığımız digər heyvanlarla müqayisədə adətən üstün olur. Hətta digər primatlarla müqayisədə korteksimiz heyrətləndiricidir (ölçüsündən daha çox təşkilatçılıq baxımından). Bu, çoxlu yanacaq tələb edir, bu da yemək bişirməyə başladığımız üçün kəşfiyyat oyununda digər primatları məğlub etdiyimizi güman etməyi çox ağlabatan edir. Ancaq bu başqa bir günün hekayəsidir.

Kəşfiyyat, bir növü digərindən daha ağıllı edən şeyin nə olduğunu dəqiq bilmədiyimiz çətin bir anlayışdır. Qəti cavablar almadan bir müddət keçəcək, lakin bunun bir çox amillərlə əlaqəli olduğunu bilirik. Beynin ölçüsü, neyronların sayı, əlaqələrin sayı, müxtəlif strukturlar, sıxlıqlar, onların necə bir-birinə bağlanması, hamısı rol oynayır. Bəzi heyvanların niyə digərlərindən daha ağıllı olduğunu heç bir ölçü izah edə bilməz, hətta bəzi insanların niyə digərlərindən daha ağıllı olduğunu.

Bir fil insan qədər ağıllı deyil, çünki filin beyni formalaşır və fillərin işlərini yerinə yetirmək üçün naqilləşir. Necə ki, superkompüter Minecraft oynamaq üçün yaradılmayıb, əksinə, fövqəlnovanı simulyasiya etməyə diqqət yetirir. İnsan beyni fillərin yerinə insan işləri görür, əslində biz dəhşətli fillər edirik.

Beynin ölçüsü deyil, ondan necə istifadə etdiyiniz önəmlidir.

Bu sual əvvəlcə Quora-da ortaya çıxdı - bilik əldə etmək və bölüşmək, insanlara başqalarından öyrənmək və dünyanı daha yaxşı başa düşmək imkanı verən yer. Quora-nı Twitter, Facebook və Google+-da izləyə bilərsiniz. Daha çox suallar:


İçindəkilər

Neyronlar heyvanın sinir sistemində məlumat ötürən hüceyrələrdir ki, ətrafdakı stimulları hiss etsin və buna uyğun davransın. Bütün heyvanların neyronları yoxdur Trichoplax və süngərlərdə sinir hüceyrələri tamamilə yoxdur.

Neyronlar onurğalıların beyni və ya həşəratların sinir qanqlionları kimi strukturlar yaratmaq üçün yığıla bilər.

Beynin müxtəlif hissələrində neyronların sayı və onların nisbi bolluğu sinir funksiyasının və nəticədə davranışın müəyyənedici amilidir.

Neyronlar üçün bütün rəqəmlər (Caenorhabditis və Ciona istisna olmaqla) və sinapslar üçün bütün nömrələr (Ciona istisna olmaqla) təxminlərdir.

Serebral korteks müqayisəli neyroanatomiya və müqayisəli idrak psixologiyasının kəsişməsində xüsusi maraq doğuran bir quruluşdur. Tarixən güman edilirdi ki, yalnız məməlilərdə beyin qabığı olduğundan, onunla əlaqəli məlumat emal funksiyalarından, xüsusən də şüur ​​və düşüncədən yalnız onlar faydalanır. [57] İndi məlumdur ki, qeyri-quş sürünənlərin də beyin qabığı var və quşların dorsal mədəcik silsiləsi (DVR) adlı funksional ekvivalenti var ki, bu da əslində sürünənlərin qabığından sonrakı modifikasiya kimi görünür. Müasir müqayisəli neyroanatomiya anlayışı indi bütün onurğalılar üçün palliumun bu ümumi sensor-assosiativ quruluşa uyğun olduğunu göstərir. [58] Buğumayaqlıların və yaxın qohumluq qurdlarının ekvivalent bir quruluşa malik olması, daha çox göbələk cisimləri kimi tanınan corpora pedunculata olması da geniş şəkildə qəbul edilən bir fikirdir. Əslində onurğasızlardakı bu quruluş və onurğalılarda pallium ortaq bir əcdaddan ortaq təkamül mənşəli ola bilər. [59]

Sensor-assosiativ quruluşun görünən funksiyasını nəzərə alaraq, palliumdakı və ya onun ekvivalentlərindəki neyronların ümumi sayının növlərin ümumi beyin kütləsindən və ya həcmindən, beyindən daha çox təmsil edən zəkanın ən yaxşı proqnozlaşdırıcısı ola biləcəyi təklif edilmişdir. bədən kütləsinin nisbəti və ya ensefalizasiya əmsalı (EQ). [1] Beləliklə, əsaslı şəkildə güman etmək olar ki, heyvanın müvafiq sensor-assosiativ strukturunda olan neyronların ümumi sayı onun məlumatlılıq dərəcəsi, subyektiv təcrübələrin genişliyi və müxtəlifliyi və intellektlə güclü şəkildə bağlıdır. [1]

Bu siyahıdakı rəqəmlərə çatmaq üçün istifadə edilən üsullara izotrop fraksiyalayıcı, optik fraksiyalaşdırıcı və ya kortikal neyronların sayı ilə yaxından əlaqəli taksonlar daxilində beyin kütləsi arasında müşahidə edilən korrelyasiya əsasında neyronların sayının hesablanması daxildir. İzotrop fraksiya çox vaxt optik fraksiyadan daha sadə və etibarlı hesab olunur ki, bu da həm həddindən artıq, həm də aşağı qiymətləndirmələrə səbəb ola bilər. [60] Beyin kütləsi və takson əsasında qiymətləndirmə ən az etibarlı üsul hesab edilməlidir.


Beyində immun zülalını təqib etmək autizmə işıq sala bilər

Prinston Universitetindəki bir laboratoriya, immunitet sistemindəki rolu ilə məşhur olan bir zülalın beyində də aktiv olduğunu və bəzi autizm hallarını anlamaq üçün açar ola biləcəyini tapır.

On beş il əvvəl Prinston nevroloqu Lisa Boulangerin karyerasını qurduğu zülalların beyində mövcud olduğu belə düşünülmürdü. Əsas histouyğunluq kompleksi sinif I və ya MHCI zülalları kimi tanınan onlar adaptiv immun cavab üçün vacibdir. O zaman düşüncə beynin immunitet sisteminin aktiv olmadığı bədənin bir sahəsi olması idi. Bunun sadəcə olaraq MHC-lərə ehtiyacı olmayacaq.

İmmunoloji sürpriz Harvardda postdok kimi Boulanger dərin qavrayışın beyində necə formalaşdığını öyrənir və cavabdeh olan genlər üçün qərəzsiz bir araşdırma aparırdı. MHC genləri gözlənilmədən ortaya çıxdı.

“Biz bunun səhv olduğunu güman etdik,” dedi. “Çünki hər hansı bir immunologiya dərsliyini açsanız, MHC fəsli onun neyronlar istisna olmaqla, bədənin əksər nüvəli hüceyrələrində olduğunu söyləməklə başlayır.”.

Amma bu, səhv deyildi. Sonrakı illərdə məlum oldu ki, MHC-lər sadəcə beyində görmə ilə bağlı işlər görmürlər. Beynin öyrənmə və yaddaş mərkəzi olan hipokampusda MHC-lər neyronlar arasında ünsiyyətin gücünü dəyişir. Və MHC-lər sinapsların sayını məhdudlaşdırmağa kömək edir.

“Əgər iki sinapsın olması lazım olan yerdə 10 sinapsınız varsa, potensial olaraq böyük probleminiz olacaq,” Boulanger deyir. “Daha böyük beyin, daha çox sinaps əla ideya kimi səslənsə də, əslində belə deyil.”

Boulanger, MHC-lərin bu vacib işi necə yerinə yetirdiyini anlamaq istədi və başqa bir qeyri-adi şübhəlinin sinaps sıxlığını da idarə etdiyini bilirdi: insulin reseptoru. Bədənin qalan hissəsində bu reseptorlar qanda şəkərin miqdarını tənzimləməyə kömək edir. Lakin neyronlarda onların vasitəsilə siqnal ötürülməsi sinapsların sayını artırır.

Boulanger, MHC-lərin qaraciyər hüceyrələrində və yağ hüceyrələrində insulin reseptorlarının siqnalına təsir göstərə biləcəyini irəli sürən onilliklər ərzində aparılan araşdırmaları xatırladı. Bu, uzun bir atış kimi görünürdü, lakin o, MHC-lərin insulin reseptorları olub-olmadığını MHC-nin beyində etdikləri ilə əlaqələndirə biləcəyini düşündü.

Magistr tələbəsi Tracy Dixon-Salazar əvvəlcə MHC olmayan siçanlarda insulin siqnalının normal olub-olmadığını araşdırdı. Bağlantıya uyğun olaraq, siçanlarda siqnallar anormal dərəcədə yüksək idi.

Vizual test Əmin olmaq üçün doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı Carolyn Tyler ya normal siçanların, ya da MHC olmayanların beyin nümunələrində insulin siqnalını bloklamaq üçün bir dərman istifadə etdi. Sonra sinapsları saymağın vaxtı gəldi.

Boulanger deyir ki, ən birbaşa yol onları fiziki olaraq saymaqdır. Princeton bakalavrlı Cozef Park elektron mikroskopda beyin dilimlərinin şəkillərini çəkmək üçün onlarla saat sərf etdi. Çılpaq gözlə görə biləcəyindən 4000 dəfə daha yaxın olan sinapslar diqqət mərkəzində olur və hesablana bilir.

“Bu, məşq etdiyiniz zaman dərsliklərdə gördüyünüz bir şeydir,”, Tayler deyir. “Bunu öz toxumanızda yaxından görmək, həqiqətən heyrətamizdir.”

O deyir ki, hətta əksər nevroloqlar heç vaxt sinapsı şəxsən görmək şansı əldə etmirlər. Təcrübəsiz bir göz üçün ağ-qara şəkilləri deşifrə etmək çətindir.

“Əgər buna öyrəşməmisinizsə, bu şəklə baxıb deyərdiniz ki, bu, çox izdihamlı bir şəhərin həqiqətən pis peyk şəklidir,”, Boulanger deyir.

Eyniləşdirmə bacarığını mənimsədikdən sonra Park MHC olmayan siçanların adi siçanlardan təxminən 20 faiz daha çox sinaps olduğunu gördü. Lakin həmin siçanlarda dərmanla müalicə olunan beyin nümunələri normal idi.

“Bir dərman istifadə edərək onların insulin siqnalını təyin etdikdə, onların sinaps sıxlığını təyin etdik,”, Boulanger deyir. “Bu, bizə bunun əslində MHC-nin inkişaf etməkdə olan beyindəki sinapsların sayını dəyişməsinin yolu olduğunu göstərir.”.

Komanda öz nəticələrini Journal of Neuroscience jurnalında dərc edib.

Xəstəliklə müxtəlif əlaqə tapıntılar iltihabın - MHC səviyyələrini artıran - insulin müqavimətinə və bədənin başqa yerlərində tip 2 diabetə səbəb ola biləcəyini izah edə bilər.

Daha çox narahat edən isə MHC-nin beyində olsa belə, hələ də öz immun vəzifələrini yerinə yetirə bilməsidir, o cümlədən hüceyrələrin səthində oturmaq və infeksiya axtaran T hüceyrələrinə içindəkilərdən nümunələr təqdim etmək.

“Bu iki yerdə ay işığı verən bir molekulyar maşınınız var,”, Boulanger deyir. “Bu bir qrup zülalın bu iki funksiyası arasında istədiyiniz və ya arzuolunmaz qarşılıqlı əlaqəniz ola bilər.”.

Rutgers Robert Wood Johnson Tibb Məktəbində nevroloq və uşaq nevroloqu Manny DiCicco-Bloom deyir.

DiCicco-Bloom deyir ki, Boulanger-in MHC olmayan siçanlarda beyin əlaqələrini düzəltməkdə çox təsirli tapdığı eyni dərman, vərəmli skleroz adlı xəstəliyin müalicəsində də istifadə olunur. İki gendən birində mutasiya səbəb olur, tez-tez autizmlə müşayiət olunur. Dərman, rapamisin, ürəkdəki kök yumrularının qarşısını almaq üçün qısa müddət ərzində istifadə olunur, lakin o, həm də daha çox şey edə bilər.

“Biz həqiqətən autizmli uşaqlara rapamisin verilməsinə sanksiya verə bilmərik,” DiCicco-Bloom deyir. “Lakin biz düşünə bilərik və vərəmli sklerozu olan uşaqlarla klinik sınaq keçirmişik ki, bunun onların sosial funksiyalarını yaxşılaşdırıb-yaxşılamadığını görmək.”

Keçmişimizə dair fikir Klinik tətbiqlər maraqlıdır, lakin Boulanger xəbərdarlıq edir ki, onlar hələlik yalnız spekulyativdir. Digər tərəfdən, o, MHC-nin beyində olmasının təkamül baxımından nə demək olduğunu da düşünür.

“Very primitive organisms have neurons and synapses, and the adaptive immune system is a relatively new thing,” says Boulanger. “So what if [MHC] came from the brain and the immune system borrowed it?”

For Boulanger, that prospect offers an exciting possibility: that the secrets she’s uncovered about immune proteins in the brain would return the favor, and help immunologists find the origins of our immune system.


Figure Locations

Şəkil 6 Variation in the tilt and roll of the TCR on top of the MHC. The left and right views are related by a 90° rotation about a horizontal axis. The MHC peptide backbones and the MHC helices are shown as gray tubes. The orientation axes are colored individually for each TCR. For 15 individual TCRs, the pseudo-twofold axes that relate the Vα və Vβ domains of the TCRs to each other are shown, giving a good estimate of the inclination (roll, tilt) of the TCR on top of the MHC. The TCR twofold axes tend to cluster around P4-P6 at the center of the interface. Labels are placed at the top of each axis. The figure also indicates any shifts of the TCR along the peptide where the Ob.1A12 and LC13 TCRs mark the extremes, centered around P1 and P6, respectively. 3A6 and SB27 also are outliers at present where they are centered on one half of the peptide.


Nerve Cell: Dendrites receive messages from other neurons. The message then moves through the axon to the other end of the neuron, then to the tips of the axon and then into the space between neurons. From there the message can move to the next neuron.

Neurons pass messages to each other using a special type of electrical signal. Some of these signals bring information to the brain from outside of your body, such as the things you see, hear, and smell. Other signals are instructions for your organs, glands and muscles.

Neurons receive these signals from neighbor neurons through their dendrites. From there, the signal travels to the main cell body, known as the soma. Next, the signal leaves the soma and travels down the axon to the synapse.

Myelin sheaths cover the axon and work like insulation to help keep the electrical signal inside the cell, which makes it move more quickly. As a final step, the signal leaves through the synapse to be passed along to the next nerve cell.

Let's look a bit closer at how this all works.


The human brain is the most ridiculously complex computer that’s ever existed, and mapping this dense tangle of neurons, synapses and other cells is nigh on impossible. But engineers at Google and Harvard have given it the best shot yet, producing a browsable, searchable 3D map of a small section of human cerebral cortex.

With about 86 billion neurons connecting via 100 trillion synapses, it’s a Herculean task to figure out exactly what each of them does and how those connections form the basis of thought, emotion, memory, behavior and consciousness. Daunting as it may be, though, teams of scientists around the world are rolling up their sleeves and trying to build a wiring diagram for the human brain – a so-called “connectome.”

Last year, researchers at Google and the Howard Hughes Medical Institute paved the way with a fruit fly brain connectome that encompassed about half of the insect’s full brain. Now, Google and the Lichtman Lab at Harvard have released a similar model of a tiny section of human brain.

The researchers started with a sample taken from the temporal lobe of a human cerebral cortex, measuring just 1 mm 3 . This was stained for visual clarity, coated in resin to preserve it, and then cut into about 5,300 slices each about 30 nanometers (nm) thick. These were then imaged using a scanning electron microscope, with a resolution down to 4 nm. That created 225 million two-dimensional images, which were then stitched back together into one 3D volume.

Machine learning algorithms scanned the sample to identify the different cells and structures within. After a few passes by different automated systems, human eyes “proofread” some of the cells to ensure the algorithms were correctly identifying them.

The end result, which Google calls the H01 dataset, is one of the most comprehensive maps of the human brain ever compiled. It contains 50,000 cells and 130 million synapses, as well as smaller segments of the cells such axons, dendrites, myelin and cilia. But perhaps the most stunning statistic is that the whole thing takes up 1.4 petabytes of data – that’s more than a million gigabytes.

Left: a small section of the dataset. Right: A subgraph of neurons, highlighting excitatory neurons in green and inhibitory neurons in red.

And that’s just a tiny fragment of the whole thing – Google says the sample is just one millionth of the volume of the full human brain. Clearly it’s going to take a huge amount of work to scale that up, as will finding a way to store the immense data load and develop a way to organize and access it in a useful way.

While the team begins tackling those problems, the H01 dataset is now available online for researchers and curious onlookers to explore. A companion pre-print paper describing the work is also available on bioRxiv.

A zooming tour through the different layers can be seen in the video below.


Videoya baxın: Sinir sistemi - 1 (Sentyabr 2022).


Şərhlər:

  1. Sinley

    No in this business.

  2. Macdubhgall

    İlk postu göndərdim, amma dərc olunmadı. İkincisini yazıram. Bu mən Afrika ölkələrinin turistiyəm

  3. Terron

    Sizi kəsdiyim üçün məni bağışlayın.

  4. Volabar

    Sizi kəsmək üçün üzr istəyirəm, amma bir az daha çox məlumat lazımdır.

  5. Tygogal

    Markı vurdun. It seems to me it is good thought. Mən səninlə razıyam.

  6. Mazuk

    Adam var!

  7. Arashishakar

    Qarışdığım üçün üzr istəyirəm... Amma bu mövzu mənə çox yaxındır. Kömək etməyə hazırıq.



Mesaj yazmaq