脑细胞

人脑是一个令人惊叹的复杂器官，由数十亿个神经元构成，它们形成复杂的网络，支撑着认知、行为和意识的各个方面。这些脑细胞以及其他支持细胞，共同促成了大脑惊人的处理能力和通用性。

大脑中的信使被称为神经元。大脑的基本功能单位是神经元，它们通过化学和电信号传递信息的主要来源。这些特化的细胞是所有认知过程的基础，使得从基本的反射到复杂的思维过程成为可能。

惊人数量的神经元，或称脑细胞，构成了人脑。成年人脑约有860亿个神经元。所有认知功能、感官知觉、运动能力、情绪状态和行为模式都由这些神经元形成的复杂网络和连接支持。每个神经元可以与数千个其他神经元形成连接，构成一个复杂的通信网络，使得大脑的非凡能力成为可能。

除了神经元，大脑中还有支持和绝缘神经元的胶质细胞。星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞是维持大脑健康、控制其化学环境和促进神经元功能至关重要的胶质细胞。神经元和胶质细胞的组合构成了人脑复杂而动态的结构，同时也实现了定义人类意识和智能的复杂过程。

神经元由几个关键组成部分构成

• 细胞体（Soma）：神经细胞的主要部分，包含细胞核和其他对细胞功能至关重要的细胞结构。
• 树突：从细胞体延伸出的分支，接收来自其他神经元的传入信号。树突在信息整合中起着重要作用。
• 轴突：轴突是携带电冲动远离细胞体的长突起。轴突的长度可能不同，有些在脑和脊髓中延伸相当长的距离。
• 突触：突触是神经元之间用于信息从一个神经元传递到另一个神经元的特化连接。神经递质，化学信使，促进信号在突触间的传递。

这些组件的复杂交换使神经元能够以令人难以置信的速度和准确性进行通信。神经元通过产生称为动作电位的电驱动力来传输数据。当一个动作电位到达轴突末端时，神经递质会被释放到神经连接中，与目标神经元树突上的受体结合，触发信号的传递。

神经元的诞生

神经发生

在胚胎发育早期，一个称为神经发生的过程导致新神经元的形成。将神经干细胞转化为完全发育的神经元的过程称为神经发生，它高度有序且复杂。这个过程建立了神经系统的结构和功能。

神经干细胞的起源

神经元的祖细胞被称为神经干细胞。特别是在发育中的胚胎被称为神经管的区域，可以找到这些特化的细胞。在发育早期，神经管形成并产生大脑和脊髓。通过一个非凡的细胞分裂和分化过程，神经干细胞可以产生神经元和胶质细胞（保护和支持神经元）。

分化和增殖

在神经发生早期，神经干细胞通过一个称为增殖的过程进行分裂，产生数量更多的祖细胞。这些祖细胞经过一个称为分化的过程，并且更倾向于发育成神经元。

生长和迁移

随着分化过程的进展，新生神经元会迁移到发育中的大脑内的最终位置。这种迁移遵循特定的路径，并受到化学信号的影响。为了确保大脑的不同区域正确连接，神经元经常需要长途跋涉才能到达需要它们的地方。

轴突和树突的形成

一旦神经元到达预定的位置，它们就会延伸出轴突和树突。树突是接收来自其他神经元信号的分支突起，而轴突是传递信号远离细胞体的长而细的突起。分子信号指导轴突和树突的生长，这些信号有助于建立神经回路精确连接所需的连接。

突触发育

突触的形成标志着新生神经元旅程的结束。突触是神经元进行交流的特化连接。当神经元将其轴突延伸以接触其他神经元的树突或细胞体时，就会形成能够传递电信号和化学信号的复杂网络。

突触发育和修剪

在突触发生过程中，神经元与其他神经元建立称为突触的连接，这对信息处理至关重要。在这一高度连接的时期之后，有一个称为突触修剪的过程，在此过程中多余的突触会被移除。突触修剪会增强更常用连接的功能，同时削弱不需要的连接，以优化神经回路中的信息处理。

持续适应

神经元的发育不仅发生在胚胎阶段。在成年期，大脑的某些区域，尤其是海马体和嗅球，神经元的发生仍在继续。成人神经发生会影响学习、记忆和感觉过程。这些区域的神经干细胞会产生新的神经元，并整合到已有的神经回路中，使大脑能够适应不断变化的环境并对其做出反应。

神经元死亡

细胞凋亡，也称为程序性细胞死亡，是导致神经元死亡的自然且受控的过程。在发育过程中，细胞凋亡通过去除多余的神经元和突触来优化神经回路，有助于塑造大脑。细胞凋亡还有助于清除不健康或功能失调的神经元，从而维持大脑健康。

然而，当细胞凋亡失调时，它会在神经退行性疾病中发挥作用。在阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症等疾病中，特定神经元群体死亡，导致认知、运动和情绪障碍。

神经元的类型

• 感觉神经元：这些神经元将来自外部环境或体内的感觉信息传递到大脑。它们使我们能够感知触觉、味觉、声音和光等感觉。
• 运动神经元：运动神经元将大脑和脊髓的信号传递到肌肉和腺体，控制运动和生理反应。
• 中间神经元：这些神经元促进感觉神经元和运动神经元之间的交流。它们负责处理和整合信息，这使得复杂的认知功能成为可能。
• 投射神经元：这些神经元在大脑内部或大脑与脊髓之间远距离发送信号。它们在连接大脑不同区域方面起着至关重要的作用。

其他类型的脑细胞：大脑的辅助人员

虽然神经元是主要角色，但还有其他类型的细胞在维持大脑健康和功能方面发挥着重要作用。

• 胶质细胞：胶质细胞，也称为神经胶质细胞，是大脑的支持细胞。它们提供结构支持；帮助滋养神经元并调节大脑的化学环境。胶质细胞类型包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞。
• 星形胶质细胞：星形胶质细胞是星形细胞，有助于维持大脑的化学平衡，为神经元提供营养，并促进血脑屏障的形成，血脑屏障保护大脑免受有害物质的侵害。
• 少突胶质细胞和施万细胞：这些细胞负责产生髓鞘，这是包围轴突的脂肪物质，绝缘它们，并允许电信号更快地传输。
• 小胶质细胞：这些是大脑中的免疫细胞，负责检测和应对感染、损伤以及对大脑健康的其他威胁。

脑细胞的功能

以下是脑细胞的一些主要功能：

1. 信号传输：神经元通过产生和传导称为动作电位的电脉冲来向全身传输信息。这些脉冲沿着神经元轴突的长度传播，并在称为突触的特殊连接处传递给其他神经元或靶细胞。
2. 信息处理：神经元处理和整合来自其他神经元的传入信号。这需要对来自不同来源的输入进行求和，以确定是否产生动作电位或是否发出信号。
3. 感觉感知：感觉神经元感知并将来自外部环境或体内信息传递到大脑。它们使我们能够感知触觉、味觉、嗅觉、听觉和视觉等感觉。
4. 运动控制：运动神经元将信号从大脑和脊髓传递到肌肉和腺体，从而实现自主和非自主运动以及荷尔蒙分泌等生理反应。
5. 认知和思维：大脑皮层中的神经元参与了高级认知过程，如思维、解决问题、推理和决策。复杂的认知功能是通过复杂的神经网络和通信实现的。
6. 记忆形成：记忆的创建、存储和检索都严重依赖神经元。长期记忆受到神经元之间突触连接（即突触）的帮助，这些突触可以根据神经活动模式而变强或变弱。
7. 情绪调节：杏仁核和前额叶皮层脑细胞在处理和调节情绪方面发挥作用。情绪反应和情绪表达受这些区域神经元活动的影响。
8. 语言和交流：语言理解、产生和交流依赖于像韦尼克区和布罗卡区这样的专门大脑区域的神经元。这些区域协同工作，协调说话和理解语言所需的复杂过程。
9. 平衡与协调：小脑的神经元对于维持平衡、协调运动和确保平稳的运动功能至关重要。
10. 体内稳态：特定的脑细胞，如位于下丘脑的细胞，参与控制身体过程以维持体内稳态。这些细胞监控其内部条件并启动必要的反应以维持稳定性。
11. 学习与适应：神经元之间突触连接的变化是学习和适应大脑能力，即神经可塑性的一部分。大脑可以根据经验和环境需求改变其结构和功能。
12. 神经系统中不同区域的神经元负责检测和传递疼痛信号。它们将组织损伤或潜在脑损伤的信息传递给大脑，从而引起疼痛感。
13. 社交互动：为了理解他人的情绪、意图和行为，与社会认知相关的区域（如镜像神经元系统）的脑细胞很重要。这些脑细胞对于社交互动和同情心很重要。
14. 脑干和脊髓中的特定神经元调节心率、呼吸频率和消化等自主功能。为了使身体能够持续运转而不受意识控制，这些功能必须得到维持。
15. 睡眠与觉醒：位于大脑睡眠-觉醒中心的神经元有助于调节睡眠节律和周期。不同群体的神经元负责保持清醒和入睡。

脑细胞丢失会发生什么

神经元，也称为脑细胞，的丢失会对各种认知、情感和身体功能产生重大影响。作为神经系统的基本单位，神经元对于通过电信号和化学信号传输信息至关重要。尽管大脑具有一定的可塑性，并且可以部分补偿细胞损失，但大量的神经元丢失可能会导致多种问题。

• 认知障碍：神经元负责在大脑中处理和传输信息。神经元丢失引起的认知缺陷可能会影响记忆力、注意力、解决问题能力、决策能力和其他高级认知过程。例如，海马体神经元损伤会导致记忆问题，影响短期和长期记忆的提取。
• 运动功能障碍：运动皮层和其他大脑区域的神经元负责调节自主和非自主运动。这些神经元的丢失会导致运动功能障碍，损害平衡、协调、精细运动技能和整体活动能力。帕金森病和运动神经元疾病（如肌萎缩侧索硬化症，ALS）等疾病会导致神经元进行性丢失，从而引起严重的运动障碍。
• 自主功能受损：脑干和脊髓中的神经元控制着消化、呼吸和心率等自主过程。这些神经元的丢失可能会扰乱身体在没有意识控制的情况下维持基本功能的能力，可能导致心脏、肺或消化系统出现问题。
• 神经退行性疾病：包括阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病在内的多种神经退行性疾病会导致神经元逐渐死亡。这些疾病导致认知、运动和情感能力逐渐恶化，并常常发展为严重的损伤。
• 皮层萎缩：当神经元丢失时，大脑的皮层会变薄，导致大脑区域缩小，细胞密度降低。随着年龄增长和某些神经退行性疾病的发生，这种现象很常见。
• 可塑性和补偿：尽管大量的神经元丢失可能导致这些困难，但大脑确实表现出一定的可塑性，使其能够重组并补偿部分细胞损失。新的神经元连接可以形成，并且曾经由丢失的神经元执行的某些任务现在可能由大脑的其他区域执行。然而，可塑性的程度会因年龄、总体健康状况和细胞丢失速度等因素而异。