18.5: מבנה נוירונים

סקירה כללית

נוירונים הם הסוג העיקרי של תאים במערכת העצבים היוצרים ומעבירים אותות אלקטרוכימיים. הם מתקשרים זה עם זה בעיקר באמצעות נוירוטרנסמיטורים בצמתים ספציפיים הנקראים סינפסות. נוירונים מגיעים בצורות רבות המתייחסות לרוב לתפקודם, אך רובם חולקים שלושה מבנים עיקריים: אקסון ודנדריטים היוצאים מגוף התא.

מבנה ותפקוד של נוירונים

גוף התא הנוירוני, 'סומה', מכיל את הגרעין והאברונים החיוניים לתפקוד התא. מגוף התא משתרעים מבנים דקים המתמחים לקליטת ושליחת אותות. דנדריטים מקבלים בדרך כלל אותות בזמן שהאקסון מעביר את האותות לתאים אחרים, כגון נוירונים אחרים או תאי שריר. הנקודה שבה נוירון יוצר חיבור לתא אחר נקראת סינפסה.

נוירונים מקבלים קלט בעיקר בטרמינלים פוסט-סינפטיים, הממוקמים לעתים קרובות על גבי בליטות קטנות בולטות מהדנדריטים. מבנים מיוחדים אלה מכילים קולטנים עבור מוליכים עצביים ואותות כימיים אחרים. הדנדריטים לרוב מסועפים מאוד, מה שמאפשר לחלק מהנוירונים לקבל עשרות אלפי תשומות. נוירונים בדרך כלל קולטים אותות בדנדריטים שלהם, אבל הם יכולים להיות גם סינפסות באזורים אחרים, כגון גוף התא.

האות המתקבל בסינפסות עובר במורד הדנדריט אל הסומה, שם התא יכול לעבד אותו ולקבוע אם עליו לשלוח את ההודעה קדימה או לא. פוטנציאל הפעולה הוא האות החשמלי העיקרי שנוצר על ידי נוירונים. הוא נושא את המידע קדימה אל התא הבא. הוא נוצר לראשונה בגבעת האקסון, הצומת בין הסומה לאקסון.

האקסונים משתנים באורכם אך יכולים להיות ארוכים למדי. לדוגמה, חלקם משתרעים מחוט השדרה עד לכף הרגל. אקסונים ארוכים יותר עטופים בדרך כלל במעטפת מיאלין שומנית המבודדת את האקסון, ועוזרת לשמור על האות החשמלי. מעטפת המיאלין נוצרת על ידי גליה סוג אחר של תאים במערכת העצבים. באקסונים בעלי מיאלין, פוטנציאל הפעולה מתחדש בכל צומת של פערים חוזרים ונשנים של רנווייה במיאלין עד שהוא מגיע לטרמינל בקצה האקסון, או טרמינל פרה-סינפטי.

בטרמינל הפרה-סינפטי יש שלפוחיות המכילות בריכות של מוליכים עצביים. פוטנציאל הפעולה מעורר את השלפוחית לעבור אקסוציטוזיה על ידי התמזגות לממברנת התא ושחרור מוליך עצבי לתוך השסע הסינפטי של הפער בין התאים בסינפסה. למוליכים עצביים שונים יכולות להיות השפעות שונות על התא הפוסט-סינפטי. סינפסה מעוררת מגדילה את הסיכוי ליזום פוטנציאל פעולה בתא הפוסט-סינפטי, בעוד סינפסה מעכבת מקטינה את הסיכויים לפוטנציאל פעולה.

מורפולוגיה עצבית

הצורה הכוללת של הנוירונים והמורפולוגיה שלהם יכולה להשתנות באופן דרמטי ולעתים קרובות קשורה לתפקודם. לחלק מהנוירונים יש מעט תהליכים דנדריטים ואקסון בודד, לאחרים יש דנדריטים מפותלים מאוד, בעוד שלאחרים יש אקסונים שיכולים להשתרע לאורך האורגניזם. המורפולוגיות המגוונות משמשות לעתים קרובות כדי להגדיר את סוג הנוירון. מספר הכניסות חיבורים סינפטיים יכולים להשפיע על האופן שבו תא מגיב לאותות. לכן, המורפולוגיה של הדנדריטים, ומספר הסינפסות שהם מכילים, היא תכונה חשובה שיכולה לקבוע את סוג הנוירון. במערכת העצבים ההיקפית, הדנדריטים יכולים גם להגדיר את שדה הקליטה של תא את החלל הפיזי בגוף שהם רגישים אליו.

אמנות הדמיית מבנים עצביים

האנטומיסט הספרדי סנטיאגו רמון אי קחאל, שעבד בסוף המאה ה-19 ובתחילת המאה ה-20, היה חלוץ במעקב אחר נוירונים בודדים וסיפק תובנות בסיסיות לגבי טבעם. הוא הפיק תיאורים מדהימים של תאים שעדיין מציעים כמות ניכרת של פרטים. באמצעות טכניקת הצביעה שפותחה ונקראה על שמו של הביולוג האיטלקי קמילו גולג'י, הוא הצליח להתחקות אחר המבנה של סוגים רבים ושונים של תאים במוח. הוא גם שרטט כמה מהקשרים הבסיסיים של מעגלים נוירונים רשתות של נוירונים המופעלות יחד לעיבוד מידע ספציפי.