Я познаю мир. Биология
Шрифт:
Оболочку образуют не сами нервные волокна, а особые шванновские клетки, которых в мозгу примерно раз в десять больше, чем нервных. Когда нервное волокно установит контакт с какой–то из клеток мозга, с каким–нибудь нервным волокном или мышцей, оно начинает воздействовать на ближайшие к нему шванновские клетки, которые тут же начинают расти, уплощаются и накручиваются на нервное волокно примерно так же, как мы бинтуем руку или палец. На один виток шванновская клетка затрачивает около 45 часов. Так идет этот процесс в пробирке, когда в особом бульоне находятся нервные и шванновские клетки. Возможно,
image l:href="#"
Схема строения изолированного нервного волокна: 1 – аксон; 2 – шванновская клетка; 3 – ядро шванновской клетки
По мере образования новых витков цитоплазма шванновской клетки сжимается. Зрелая миелиновая оболочка состоит из нескольких слоев этого живого «бинта». Каждая шванновская клетка изолирует всего лишь 1–2 миллиметра нервного волокна. Между его защищенными участками всегда остаются маленькие промежутки – перехваты Ранвье, где волокно остается ничем не защищенным.
Миелин играет в работе нервной системы важную роль. Он ускоряет проведение по нервному волокну нервного импульса. В состоянии покоя внутренняя сторона оболочки нервного волокна заряжена отрицательно, а наружная – положительно. Происходит это благодаря скоплению внутри волокна отрицательно заряженных, а снаружи положительно заряженных атомов (ионов).
Возбуждение нервного волокна, вызванное каким–либо раздражителем, выражается в том, что в мембране нервной клетки открываются особые белковые каналы и положительно заряженные ионы натрия лавинообразно устремляются внутрь волокна.
При этом, естественно, происходит перезарядка оболочки волокна: оно внутри заряжается положительно, а снаружи – отрицательно. Такое изменение зарядов само по себе становится раздражителем для соседнего участка нервного волокна. В результате на соседнем участке тоже открываются белковые каналы, ионы натрия устремляются внутрь – и так возбуждение мембраны распространяется по всей нервной клетке. Распространение возбуждения по нервной клетке и называется нервным импульсом.
image l:href="#"
image l:href="#"
image l:href="#"
Схема проведения нервного импульса:
1 – тело нейрона; 2 – аксон; 3 – поток ионов натрия и калия; 4 – график измененения электрического потенциала на мембране; 5 – раздражитель
Продвигаясь по волокну, нервный импульс осуществляет перезарядку одного микроскопического участка оболочки нервного волокна за другим. По немиелинизированным нервным волокнам импульс продвигается не спеша – со скоростью 2 метра в секунду.
В покрытых миелиновой оболочкой нервных волокнах перезарядка мембраны невозможна. Она происходит только в его неизолированных участках, поэтому нервный импульс продвигается скачками: от одного
Кроме того, вернуть нервную клетку в состояние покоя – то есть закрыть каналы и выкачать из клетки весь натрий – легче, если проникновение натрия происходит только на отдельных участках. Таким образом, миелиновая оболочка экономит время и энергию не только на проведение нервного импульса, но и на возвращение клетки к состоянию покоя.
Немиелинизированные волокна вынуждены быть более толстыми – иначе нервный импульс по ним шел бы совсем медленно. Так что миелин позволяет мозгу быть более компактным – если бы у нас в организме не было миелина, спинной мозг был бы со ствол дерева средней толщины.
Развитие продолжается
Развитие и рост организмов не заканчиваются в яйце. Это особенно заметно у крупных млекопитающих и у человека, чьи дети после рождения еще долго растут. Однако развитие после рождения само по себе не происходит. Чтобы орган научился справляться со своими обязанностями, он должен время от времени функционировать. Развитие происходит только в процессе деятельности.
Учиться приходится всему. Мы обучаемся даже пользоваться глазами! Если на новорожденных щенят надеть матовые очки, пропускающие только рассеянный свет, но не позволяющие видеть какое–нибудь изображение, они не научатся пользоваться своими глазами. Воспитанные без зрительных впечатлений, молодые собаки не могут с помощью зрения догадаться о существовании на их пути преграды и натыкаются на все встречные препятствия. Молоденькие обезьянки, которых со дня рождения заставляли жить в таких же очках, не узнавали ни яблоки, ни бананы. Чтобы освоить эти премудрости, им приходилось долго учиться пользоваться своими глазами.
Однажды был проделан интересный опыт. Котят с первых дней жизни содержали в полной темноте. Свет включали только на время опыта, когда малышей сажали в специальные корзиночки на игрушечной карусели. Одна из них имела прорезь только для головы животного, другая – еще и для лапок. При вращении одной из корзиночек вращалась и другая, так что оба котенка всё время видели одинаковые картины. Вращал корзинки котенок, лапки которого касались пола. Зрение сформировалось только у него. Пассивное животное, не имевшее возможности соотнести свои зрительные впечатления с ощущениями ног, осталось слепым.
Лет 60–70 назад научились оперативным путем возвращать зрение слепым от рождения людям, роговица которых не пропускала свет. Им долго приходилось учиться пользоваться своими глазами. Многие поздно прозревшие люди так и не смогли достичь сколько–нибудь значительных успехов. Нередко, несмотря на определенные положительные результаты, они переставали пользоваться зрением и возвращались к прежней жизни в мире осязания.
Особенно трудно дается таким людям узнавание сложных предметов. Один прозревший человек долго не мог научиться отличать петухов од лошадей. К путанице приводил хвост, одинаково пышный и у лошадей, и у петухов. Другой не сразу научился отличать вилку от ложки со схожими черенками и суп черпал вилкой, а в отбивную пытался вонзить ложку.