Neuronal Structure

Aivoissa on monia miljardeja neuroneja, jotka toimivat yhdessä tuottaakseen aistimuksia, ajattelua, oppimista, liikkumista, tunteita ja monia muita prosesseja. Näiden toimintojen koordinointi edellyttää nopeaa ja laajaa viestintää yksittäisten neuronien ja kudosten (esim. lihasten) välillä. Tämän saavuttamiseksi neuronit käyttävät sähköisiä signaaleja välittääkseen tietoa yksittäisen solun sisällä ja kemiallisia signaaleja solujen välillä. Nämä ainutlaatuiset toiminnot ovat pakottaneet neuronin omaksumaan muista soluista poikkeavan solurakenteen.

Neuroneihin kuuluu solurunko (eli soma), dendriittejä ja päätteeseen päättyvä aksoni. Solurunko sisältää ytimen ja proteiinien synteesiin tarvittavan koneiston. Solurunko on myös neuronin alue, jossa sähköimpulssi syntyy. Solurungosta lähtevät lyhyet, haarautuneet dendriitit, jotka vastaanottavat kemiallisia signaaleja muilta neuroneilta tai ärsykkeitä, jotka käynnistävät sähköisen signaalin. Tämä sähköinen impulssi (tai toimintapotentiaali) etenee solurungosta aksonia pitkin kohti sen päätettä. Aksoni on pitkänomainen kuitu, joka välittää impulssin muuttamalla natrium- ja kaliumionien virtausta hermosolukalvon läpi. Monia aksoneja ympäröi lipideistä ja proteiineista koostuva myeliinituppi. Kuten sähköjohtoa päällystävä eristys, tämä rasvakerros lisää huomattavasti aksonia pitkin kulkevien sähköisten impulssien nopeutta.

Vaikka yhden hermosolun hermopääte on lähellä viereisen solun dendriittejä, soluja erottaa toisistaan itse asiassa pieni tila; tätä kahden solun välistä yhteyttä kutsutaan synapsiksi. Synapsi edustaa todellista solujen välistä aukkoa; esisynaptisen ja jälkisynaptisen solun välillä ei ole yhteistä sytoplasmaa tai solurakenteita. Neuronien välinen viestintä on kemiallinen prosessi, jossa käytetään välittäjäaineita synaptiseksi transmissioksi kutsutussa prosessissa.

Neuroni koostuu solurungosta, dendriiteistä ja aksonista. Tieto kulkee dendriiteistä solurunkoon ja edelleen aksonia pitkin sen päätepisteeseen.

Neurotransmissio

Kun sähköinen impulssi kulkee aksonia pitkin hermopäätteisiin, se käynnistää päätepisteessä olevien rakkuloiden liikkeen, jolloin ne vapauttavat sisältönsä, kemikaalit, jotka tunnetaan nimellä neurotransmitterit. Vapautumisen jälkeen välittäjäaineet diffundoituvat synaptisen tilan läpi ja sitoutuvat jälkisynaptisten solujen dendriiteissä oleviin reseptoreihin. Välittäjäaineen sitoutuminen reseptoriinsa on spesifistä. Aivan kuten avain sopii vain tiettyyn lukkoon, myös välittäjäaine sitoutuu vain tietyntyyppiseen reseptoriin.

Aivoissa on monenlaisia välittäjäaineita, joista jokaisella on ainutlaatuinen tehtävä. Reseptorin ja välittäjäaineen välinen vuorovaikutus saa aikaan kemiallisia ja/tai sähköisiä muutoksia postsynaptisessa solussa riippuen siitä, mikä välittäjäaine on tarkalleen sitoutunut. Eksitatoriset välittäjäaineet edistävät sähköisen signaalin etenemistä vastaanottavassa solussa, kun taas inhibitoriset välittäjäaineet vaimentavat sähköisen signaalin siirtymistä. Jos välittäjäaine laukaisee toimintapotentiaalin postsynaptisessa neuronissa, viestintäprosessi jatkuu. Vain sekunnin murto-osa sen jälkeen, kun välittäjäaineet ovat sitoutuneet reseptoreihinsa, entsyymit voivat hajottaa ne tai kierrättää ne takaisin esisynaptiseen soluun.

Esimerkkinä neurotransmissiosta on esitetty asetyylikoliinin välittäjäaineen sitoutuminen asetyylikoliinireseptoreihin. Käytetty luvalla lähteestä ”Animated Neuroscience and the Actions of Nicotine, Cocaine, and Marijuana in the Brain” (www.films.com)

.