Neuroni: cosa sono? Cosa devi sapere su tipi e attività

Il cervello umano contiene miliardi di neuroni che svolgono varie funzioni.

Il sistema nervoso è il sistema di comunicazione interno del corpo. Ci sono molte cellule nervose in questo sistema. Le informazioni vengono ricevute dalle cellule nervose attraverso i sensi del corpo: tatto, gusto, olfatto, vista e udito. Questi segnali sensoriali vengono interpretati dal cervello per determinare cosa sta succedendo all’interno e all’esterno del corpo.

In tutto il corpo, le cellule nervose trasmettono e ricevono segnali elettrici alle loro cellule bersaglio attraverso una vasta rete di nervi. Le funzioni controllate dal sistema nervoso includono:

• Pressione sanguigna e frequenza cardiaca
• respirazione
• Movimenti dei muscoli
• Emozioni, ricordi e apprendimento
• Sonno, recupero e invecchiamento
• risposta allo stress
• Regolazione ormonale
• Digestione, fame e sete
• i sensi

Ci sono due parti nel sistema nervoso umano. Il sistema nervoso centrale (SNC) e il sistema nervoso periferico (SNP) si distinguono per la loro posizione all’interno del corpo. Nel cranio e nel canale spinale si trova il sistema nervoso centrale. Ci sono nervi nel cervello e nel midollo spinale che compongono questo sistema. I nervi periferici costituiscono il resto dei nervi del corpo.

Ogni corpo umano ha un sistema nervoso centrale e un sistema nervoso centrale, nonché un sistema nervoso volontario e involontario. Un sistema nervoso volontario controlla le azioni di cui una persona è consapevole e può controllare consapevolmente, come muovere la testa, le mani, i piedi e altre parti del corpo. Un sistema nervoso involontario controlla processi che non sono controllati consapevolmente dall’individuo. La frequenza cardiaca, la respirazione, il metabolismo e altre funzioni vitali del corpo sono costantemente regolate da questo sistema.

Ci sono parti volontarie e involontarie del sistema nervoso centrale e periferico. Il sistema nervoso centrale collega queste parti. I sistemi nervoso simpatico, parasimpatico ed enterico comprendono la parte involontaria del SNP.

Il sistema nervoso simpatico segnala al corpo di prepararsi per l’attività fisica e mentale. Come risultato di questo sistema, il cuore batte più forte e più velocemente e le vie aeree si aprono per facilitare la respirazione. Inoltre, il sistema interrompe temporaneamente la digestione per consentire al corpo di concentrarsi su un’azione rapida. Quando una persona è a riposo, il sistema nervoso parasimpatico controlla le funzioni del corpo. Stimola la digestione, attiva il metabolismo e rilassa il corpo, tra le altre cose.

Solo l’intestino è controllato dal sistema nervoso del corpo. Durante la digestione, il sistema nervoso enterico regola automaticamente i movimenti intestinali.

Per controllare le cellule cerebrali con la luce, gli scienziati stanno sviluppando modi per hackerare il sistema nervoso. La luce può essere programmata geneticamente nelle cellule. Gli scienziati possono imparare di più su come funzionano i diversi neuroni hackerando il sistema nervoso. Diverse cellule cerebrali possono essere attivate simultaneamente e i loro effetti osservati.

Neuroni: cosa sono?

Il cervello invia e riceve segnali attraverso i neuroni. I neuroni hanno molte somiglianze con altri tipi di cellule, ma la loro struttura e funzione sono uniche.

Il corpo umano contiene miliardi di cellule nervose (neuroni). Ci sono circa 86 miliardi di neuroni nel cervello e 13,5 milioni nel midollo spinale. I neuroni ricevono segnali elettrici e chimici e li trasmettono ad altri neuroni. Circa il 10% del cervello è costituito da neuroni. I neuroni sono supportati e nutriti da cellule gliali e astrociti.

La neurogenesi è il processo di produzione di nuove cellule nervose. Sebbene la neurogenesi sia ancora poco conosciuta, sappiamo che è molto più attiva durante l’embriogenesi. Nonostante ciò, uno studio del 2013 ha rilevato che una certa neurogenesi si verifica anche nel cervello adulto.

I neuroni trasmettono segnali elettrici e chimici ad altre cellule attraverso speciali proiezioni chiamate assoni. Anche i dendriti, che assomigliano alle radici, possono ricevere questi segnali.

Come funziona un neurone?

A seconda del loro ruolo e della loro posizione, i neuroni hanno forme, dimensioni e strutture diverse. Quasi tutti i neuroni hanno tre parti fondamentali: un corpo cellulare, un assone e un dendrite.

Corpo cellulare del neurone: il corpo cellulare del neurone è la parte centrale del neurone, che contiene informazioni genetiche, mantiene la struttura del neurone e fornisce energia per le sue attività. Il corpo cellulare di un neurone contiene un nucleo e organelli specializzati. Una membrana circonda il corpo cellulare e gli consente di interagire con il suo ambiente proteggendolo.

Gli assoni sono strutture lunghe simili a code che sono collegate al corpo cellulare in una giunzione chiamata “pila di assoni”. La mielina è una sostanza grassa che isola molti assoni. Gli assoni conducono segnali elettrici con l’aiuto della mielina. Di solito c’è un assone principale per neurone. Un metro è la lunghezza massima di un assone.

Un dendrite è una struttura simile a una radice che si dirama dal corpo cellulare. I dendriti ricevono ed elaborano segnali dagli assoni di altri neuroni. È possibile che i neuroni abbiano più di un set di dendriti, chiamato “albero dendritico”.

Il ruolo di un neurone determina il numero di alberi dendritici. Il cervelletto, per esempio, contiene le cellule di Purkinje, un particolare tipo di neurone. Migliaia di segnali possono essere ricevuti da queste cellule grazie ai loro alberi dendritici altamente sviluppati.

Strutture dei neuroni

Esistono migliaia di diversi tipi di neuroni, ciascuno con la propria struttura, funzione e corredo genetico. Esistono cinque tipi principali di neuroni:

L’assone e i dendriti dei neuroni multipolari sono simmetrici. Nel sistema nervoso centrale, questo tipo di neurone è il più abbondante.

Gli invertebrati hanno neuroni unipolari, che hanno un singolo assone.

Nei neuroni bipolari, due sequenze si estendono dal corpo cellulare. Gli assoni sono da un lato e i dendriti dall’altro. I neuroni di questo tipo si trovano principalmente nella retina, ma sono presenti anche in parti del sistema nervoso che fanno funzionare il naso e le orecchie.

I neuroni con forme piramidali hanno un assone e diversi dendriti. Situati principalmente nella corteccia cerebrale, i neuroni piramidali sono le cellule nervose più grandi. I pensieri coscienti vengono elaborati nella corteccia cerebrale.

I dendriti escono dal corpo cellulare dei neuroni del purkinje. I neuroni inibitori rilasciano neurotrasmettitori che impediscono ad altri neuroni di attivarsi.

Funzioni di diversi tipi di neuroni

Gli scienziati dividono i neuroni in tre tipi generali in base alla loro funzione: neuroni sensoriali, motoneuroni e interneuroni.

Puoi assaggiare, annusare, ascoltare, vedere e sentire ciò che ti circonda attraverso i tuoi neuroni sensoriali.

Gli input fisici e chimici dall’ambiente stimolano i neuroni sensoriali. Gli input fisici includono il suono, il tatto, il calore e la luce, mentre gli input chimici includono l’olfatto e il gusto. Ad esempio, quando calpesti la sabbia calda, i neuroni sensoriali sulla pianta dei piedi si attivano e inviano un messaggio al cervello.

I movimenti volontari e involontari sono controllati dai motoneuroni. Il cervello e il midollo spinale comunicano con muscoli, organi e ghiandole attraverso questi neuroni.

I motoneuroni inferiori e i motoneuroni superiori sono due tipi di motoneuroni. I segnali vengono trasportati dal midollo spinale ai muscoli lisci e scheletrici dai motoneuroni inferiori. I segnali vengono trasmessi tra il cervello e il midollo spinale dai motoneuroni superiori. I motoneuroni inferiori nel midollo spinale inviano segnali ai muscoli lisci dell’esofago, dello stomaco e dell’intestino quando si mangia. Mentre il cibo si muove attraverso il tratto digestivo, questi muscoli si contraggono.

I neuroni interstiziali sono mediatori nervosi che si trovano nel cervello e nel midollo spinale. I neuroni di questo tipo sono i più comuni. I neuroni sensoriali e altri interneuroni trasmettono segnali ai motoneuroni e ad altri interneuroni attraverso gli interneuroni. Di conseguenza, formano circuiti complessi che ti aiutano a rispondere agli stimoli esterni.

Se tocchi un oggetto appuntito, come un cactus, i neuroni sensoriali nella punta delle dita inviano un segnale agli interneuroni nel midollo spinale. Gli interneuroni inviano segnali ai motoneuroni della mano che consentono di muovere la mano. Senti dolore quando altri interneuroni inviano un segnale al centro del dolore del cervello.

Cellule di Schwann: cosa sono?

Nel sistema nervoso periferico, le cellule di Schwann derivano dalla cresta neurale e svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento e nella riproduzione dei neuroni sensoriali e motori. Gli assoni dei neuroni del sistema nervoso periferico li richiedono principalmente per l’isolamento (produzione di guaine mieliniche) e il nutrimento.

La velocità di conduzione assonale aumenta a causa della mielina, che facilita la trasmissione dei segnali elettrici attraverso il sistema nervoso. Affinché i neuroni del sistema nervoso periferico si riproducano, sono necessarie le cellule di Schwann. Oltre alla mielinizzazione, le cellule di Schwann forniscono nutrienti e proteggono gli assoni privi di mielina.

Come funziona il nodo Rannoye?

Alcuni neuroni hanno lacune periodiche nella loro guaina isolante (mielina), che facilitano la rapida conduzione degli impulsi nervosi.

La guaina mielinica è composta da strati concentrici di lipidi, tra cui colesterolo, cerebrosidi e fosfolipidi, separati da sottili strati di proteine. Come risultato di questa disposizione strutturale, l’isolamento ha un’elevata resistenza e una bassa capacità elettrica. Nonostante ciò, i nodi del nodo non sono isolati a intervalli, consentendo agli impulsi di saltare da un nodo all’altro.

I nodi Rannoye sono larghi circa un micrometro ed espongono la membrana neuronale al mondo esterno. Durante la generazione di un potenziale d’azione, queste lacune vengono riempite con canali ionici che scambiano ioni sodio e cloruro. Il potenziale d’azione di un neurone si verifica quando la polarizzazione elettrica della membrana si inverte, provocando un’onda di eccitazione che viaggia lungo l’assone. Quando un potenziale d’azione si propaga da un nodo nervoso all’altro, si ripete lungo l’assone, provocando un rapido spostamento del potenziale d’azione.

Qual è la funzione dei neuroni?

I potenziali d’azione sono usati dai neuroni per inviare segnali. Quando le particelle cariche entrano ed escono dalla membrana del neurone, il potenziale d’azione modifica l’energia potenziale elettrica del neurone. Un terminale presinaptico riceve un potenziale d’azione che viaggia lungo l’assone.

Le sinapsi chimiche ed elettriche possono essere attivate da potenziali d’azione. I neuroni trasmettono messaggi elettrici e chimici attraverso le sinapsi. Una sinapsi è composta da tre parti: un terminale presinaptico, una fessura sinaptica e un terminale postsinaptico.

I neurotrasmettitori sono messaggeri chimici rilasciati dai neuroni nelle sinapsi chimiche. I recettori molecolari sul terminale postsinaptico di un dendrite si legano a queste molecole attraverso la fessura sinaptica.

Un potenziale d’azione può essere generato da un neurone postsinaptico quando i neurotrasmettitori provocano una risposta. È anche possibile impedire l’attivazione dei neuroni postsinaptici. Un potenziale d’azione non sarà generato dal neurone postsinaptico in questo caso.

Le sinapsi elettriche sono solo eccitabili. Le giunzioni gap collegano due neuroni per formare queste sinapsi. Il segnale elettrico viene trasmesso attraverso questa fessura, che è molto più piccola della sinapsi chimica. Come risultato del modo in cui questi segnali viaggiano, le sinapsi elettriche trasmettono segnali molto più velocemente delle sinapsi chimiche. Nonostante il fatto che questi segnali possano essere attenuati da un neurone all’altro. Di conseguenza, sono meno efficienti nel trasmettere segnali frequenti.

I neurotrasmettitori

Il tuo corpo non può funzionare senza neurotrasmettitori. Il loro compito è trasmettere segnali chimici (messaggi) da una cellula nervosa all’altra. Una cellula nervosa, una cellula muscolare o una ghiandola può essere la cellula bersaglio.

I terminali degli assoni contengono neurotrasmettitori. Le vescicole sinaptiche sono sacche a parete sottile che immagazzinano peptidi sinaptici. Le molecole di neurotrasmettitore possono essere trovate in migliaia in ogni vescicola.

La carica elettrica di un segnale viaggia lungo una cellula nervosa, provocando la fusione di vescicole contenenti neurotrasmettitori con la membrana neuronale. Una volta che i neurotrasmettitori portano il messaggio, vengono rilasciati dal terminale dell’assone nello spazio pieno di liquido tra i neuroni. Le connessioni sinaptiche sono spazi in cui i neurotrasmettitori trasmettono messaggi attraverso meno di 40 nanometri (per confronto, una ciocca di capelli umani è larga 75.000 nanometri).

I neurotrasmettitori si legano a specifici recettori sulle cellule bersaglio. Legandosi a una cellula bersaglio, il neurotrasmettitore provoca un’azione o un cambiamento, come la generazione di un segnale elettrico in un’altra cellula nervosa, la contrazione dei muscoli o il rilascio di ormoni.

Tipi di neurotrasmettitori

Ci sono almeno 100 neurotrasmettitori noti agli scienziati e molti altri probabilmente verranno scoperti in futuro. Chimicamente, i neurotrasmettitori possono essere classificati in diversi tipi. Tra i tipi più noti ci sono:

• Il corpo produce monoamine come epinefrina, norepinefrina, dopamina, serotonina e istamina.
• Gli aminoacidi acido gamma aminobutirrico (GABA), glicina e glutammato
• Le endorfine sono peptidi
• L’adenosina e l’adenosina trifosfato (ATP) sono purine
• Colina acetilcolina

Disfunzione dei neurotrasmettitori: cosa la causa?

• Uno o più neurotrasmettitori vengono prodotti o rilasciati in quantità eccessive o insufficienti.
• C’è un problema con il recettore sulla cellula.
• L’infiammazione e il danno alla fessura sinaptica impediscono ai recettori cellulari di assorbire abbastanza neurotrasmettitori.
• C’è un rapido riassorbimento dei neurotrasmettitori.
• I neurotrasmettitori non possono raggiungere le cellule bersaglio quando sono presenti gli enzimi.

La ricerca neuroscientifica negli ultimi anni

La ricerca del secolo scorso ha aumentato la nostra comprensione dei neuroni, ma c’è ancora molto da imparare. Fino a poco tempo fa, i ricercatori credevano che i neuroni fossero prodotti nell’ippocampo del cervello negli adulti. L’apprendimento e la memoria sono facilitati dall’ippocampo. Tuttavia, uno studio del 2018 ha rilevato che l’ippocampo produce meno neuroni dopo la nascita e, in età adulta, quasi nessuno ne viene prodotto. La neurogenesi è stata considerata un ostacolo al trattamento di malattie come l’Alzheimer e il Parkinson a causa di questa scoperta. È sia il risultato del danno ai neuroni che il risultato della loro morte che causa queste malattie.

è ancora possibile, tuttavia, generare nuovi neuroni utilizzando cellule staminali neurali. Nuovi neuroni possono essere prodotti dalle cellule staminali neurali. Gli scienziati stanno ancora cercando di trovare un modo per utilizzare queste cellule staminali per creare specifici tipi di neuroni in laboratorio. Rigenerando le cellule nervose, possiamo sostituire quelle che sono state distrutte da invecchiamento, lesioni e malattie.

Ci sono studi clinici in corso

Le cellule nervose fresche vengono testate in molti studi clinici. Tra questi studi, uno si rivolge a persone che hanno subito un ictus ischemico. Inoltre, in uno studio del 2019 sono state utilizzate sonde fluorescenti per osservare l’attività delle cellule nervose nei topi in tempo reale. Usando questa tecnologia, potremmo mappare l’attività cerebrale, scoprire problemi che portano a disturbi neurologici e far progredire l’intelligenza artificiale.

Insomma

I neuroni sono le cellule del sistema nervoso. Ci sono tre parti distinte in una cellula: il suo corpo, il suo assone e i suoi dendriti. Usano queste parti per inviare e ricevere segnali chimici ed elettrici. Esistono miliardi di neuroni e migliaia di tipi diversi, ma possono essere suddivisi in tre gruppi principali in base alla funzione: motoneuroni, neuroni sensoriali e interneuroni.

I neuroni e il loro ruolo in alcune malattie del cervello rimangono in gran parte sconosciuti. Ci sono, tuttavia, una serie di progetti di ricerca e sperimentazioni cliniche in corso per trovare risposte a queste domande.