脑神经元

17 Mar 2025 | 6 分钟阅读

神经元,或称为神经细胞,是神经系统中的一种电兴奋性细胞,它能以称为动作电位的电脉冲形式向神经网络传递电信号。突触是神经元用来与其他细胞交互的特殊连接。它们通过少量的神经递质,在突触间隙中将电信号从突触前神经元传递到靶细胞。除海绵动物和黏胶动物外,所有动物的神经系统主要由神经元组成。植物和真菌,而非哺乳动物,则没有神经细胞。

根据其工作方式,神经元通常被分为三类。感觉神经元响应于影响感觉器官细胞的刺激,如触觉、声音或光线,将信号传递到脊髓或大脑。大脑和脊髓向运动神经元传递冲动,运动神经元控制着从腺体分泌到肌肉收缩的一切。中间神经元连接大脑或脊髓同一区域内的神经元。当许多神经元在功能上耦合时,就会形成神经网络。

大脑神经元 一个正常的神经元由一个轴突、树突和细胞体(胞体)组成。轴突和树突是从紧密堆积的结构——胞体中突出的细丝。树突通常会广泛分支,距离胞体仅几百微米。在人类中,轴突从一个称为轴丘的肿块处离开胞体,并在其他物种中延伸到1米或更长。虽然它会分支,但其直径通常是恒定的。轴突末端是轴突的那些分支中最长的,在这里神经元可以通过突触与另一个细胞进行通信。有些神经元可能没有树突或轴突。特别是当细胞未分化时,“神经突”一词用于指代轴突或树突。

大多数神经元通过其胞体和树突接收信号,然后沿着其轴突向下传递。在大多数突触中,信号从一个神经元的轴突传递到另一个神经元的树突。但是,突触也可以将轴突连接到其他轴突,或将树突连接到其他树突。

信号传递过程既包含电成分,也包含化学成分。由于其膜两侧维持着电压梯度,神经元具有电兴奋性。如果电压在短时间内发生显著变化,神经元就会产生一个全有或全无的电化学脉冲,称为动作电位。该电位快速沿着轴突传播,在接近突触连接时会触发它们。到达胞体的总电压可能会被兴奋性或抑制性的突触冲动改变。

神经干细胞通常在大脑发育和年轻时期产生神经元。在大多数大脑区域,神经发生会在成熟过程中停止。

神经元的部分

神经元的大小、形状和结构因其功能和位置而异。细胞体、轴突和树突是几乎所有神经元的三种基本组成部分。

Brain Neuron

细胞体

细胞体,有时也称为胞体,是神经元的中心部分。细胞体维持神经元的结构完整性,包含遗传物质,并为支持其活动提供能量。

与其他细胞体一样,神经元的胞体也包含一个细胞核和特殊的细胞器。它被一层膜包围,这层膜保护着它,并使其能够与周围环境进行交互。

轴突

轴突是细长的、尾巴状的结构。轴丘是一个特殊的连接处,是它与细胞体相连的地方。许多轴突被髓鞘(一种脂肪物质)绝缘。在髓鞘的帮助下,轴突可以传导电信号。通常,神经元只有一个主要的轴突。

树突

称为树突的纤维状根状结构从细胞体延伸出来。树突就像天线一样,接收和解释来自其他神经元的轴突发送的信息。神经元通常拥有树突树,即多组树突。它们的数量通常取决于它们的功能。例如,大脑的一个区域——小脑,包含一种特殊的神经元——浦肯野细胞。由于其高度发达的树突树,这些细胞可以接收数千个脉冲。

神经元类型

神经元的结构、功能和基因构成各不相同。由于它们数量众多,地球上的生命物种种类繁多,因此也有数千种不同类型的神经元。

然而,只有五种主要的神经元类型。每种都融合了基本神经元形式的各种组件。

  1. 多极神经元
    这些神经元具有对称的树突,从一个轴突分支出来。这是中枢神经系统中一种最常见的神经元类型。
  2. 单极神经元
    这些神经元通常仅存在于无脊椎动物中,并包含一个轴突。
  3. 双极神经元
    两个突起从双极神经元的细胞体延伸出来。一个突起末端是轴突,另一个是树突。这些神经元最常见于眼睛的视网膜。然而,它们也存在于支持鼻子和耳朵的神经系统区域。
  4. 锥体神经元
    这些神经元含有一个轴突但有许多树突,这些树突结合在一起形成一个锥体结构。在大脑皮层中,您通常会发现这些大的神经元细胞。大脑皮层是控制意识认知的区域。
  5. 浦肯野神经元
    多个树突从浦肯野神经元的细胞体分支出来。由于它们是抑制性神经元,这些细胞会释放神经递质,阻止其他细胞兴奋。

科学家根据功能将神经元分为三大类:感觉神经元、运动神经元和中间神经元。

感觉神经元

使用感觉神经元,您可以:

  • 品尝、闻、听、看、触摸周围的物体。
  • 来自您周围环境的物理和化学信号会激活感觉神经元。物理输入包括触觉、热、光和声音。化学输入用于嗅觉和味觉。

例如,当您踩在热沙上时,您的脚底会被激活。您的神经元会将信号发送到您的大脑,警告您有热量。

运动神经元

运动神经元调节运动,包括自主和非自主运动。这些神经元在您的大脑、脊髓与身体的肌肉、腺体和器官之间传递信息。

下行运动神经元和上行运动神经元是两种不同的类型。下行运动神经元通过脊髓将信号发送到平滑肌和骨骼肌。上行运动神经元在您的大脑和脊髓之间传递冲动。

例如,当您进食时,您脊髓中的下行运动神经元会向您的食道、胃和肠道的平滑肌发出信号。当这些肌肉收缩时,食物就可以通过您的消化系统。

中间神经元

您可以在您的大脑和脊髓中找到中间神经元,即神经元桥梁。大多数神经元都属于这一类。运动神经元和其他中间神经元传递来自感觉神经元和其他中间神经元的信号。它们通常会形成复杂的电路,帮助您对外部输入做出反应。

例如,当您接触到仙人掌这样尖锐的东西时,您手指上的感觉神经元可能会激活您脊髓中的中间神经元。通过某些中间神经元将信号发送到您手部的运动神经元,您可以将手移开。当您大脑中的其他中间神经元将信息发送到疼痛中心时,您会感觉到疼痛。

神经元如何工作?

神经元通过动作电位进行通信。动作电位是神经元膜内外带电粒子运动导致神经元电能势能发生变化。当动作电位产生后,它会沿着轴突向下传播到突触前末梢。

动作电位可以激活电突触和化学突触。神经元在突触处可以电化学地相互通信。突触由一个突触后末梢、一个突触间隙和一个突触前末梢组成。

化学突触

神经递质是由神经元在化学突触处释放的化学信使。这些化学物质进入突触间隙,并与树突上突触后末梢的受体结合。

突触后神经元可能通过产生独立的动作电位来对神经递质做出反应。或者,它们也可能抑制突触后神经元的激活。在这种情况下,突触后神经元不会产生动作电位。

电突触

电突触仅是兴奋性的。当一个间隙连接将两个神经元连接在一起时,就会形成这些突触。这个间隙比化学突触小得多,其中含有离子通道,有助于传输强大的电信号。

与化学突触相比,电突触允许以更快的速度传输冲动。然而,这些冲动可能会从一个神经元衰减到下一个神经元。因此,它们在发送重复信息方面效率较低。


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