Neuronale Impulse und RNA

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Neuronale Impulse und RNADas strukturelle Element der Nervenaktivität im Gehirn ist eine Nervenzelle (Neuron). Seine funktionelle Aktivität wird mit vielen Methoden untersucht - histologisch, histochemisch, elektronenmikroskopisch, radiologisch und anderen. Eine große Anzahl von Arbeiten über die Nervenzelle wurde veröffentlicht, aber die funktionelle Bedeutung ihrer einzelnen Bestandteile ist unbekannt.

Nervenzellen werden aus Mutterzellen in den frühen Stadien der Körperentwicklung gebildet. Anfänglich ist eine Nervenzelle ein Kern, der von einer kleinen Menge Zytoplasma umgeben ist. Dann gibt es im Zytoplasma dünne Fäden, die den Kern umgeben - Neurofibrillen; Gleichzeitig beginnt die Entwicklung des axialen Prozesses der Nervenzelle - des Axons, das zur Peripherie bis zum Endorgan wächst. Viel später als das Axon treten andere Prozesse auf, die als Dendriten bezeichnet werden. Während der Entwicklung verzweigen sich Dendriten. Die Nervenzelle und ihr Axon sind mit einer Membran bedeckt, die den Inhalt der Zelle von der Umgebung trennt.

Die Nervenzelle wird durch Reize angeregt, die entlang der Axone anderer Nervenzellen zu ihr kommen. Die Enden der Axone am Zellkörper und an den Dendriten werden als Synapsen bezeichnet. Es wurde nicht bemerkt, dass die Erregung durch eine Synapse einen Impuls in einem Neuron verursachte; Ein Neuron kann durch Impulse ausgelöst werden, die durch eine ausreichende Anzahl benachbarter Synapsen für einen Zeitraum von weniger als einer Viertelmillisekunde eintreffen.

Neuronen unterscheiden sich signifikant in der Form des Zellkörpers, in Länge, Anzahl und Verzweigungsgrad von Axonen und Dendriten. Neuronen werden als sensorisch (sensorisch), motorisch (motorisch) und interkalar klassifiziert. In sensorischen Neuronen sind Dendriten mit Rezeptoren und Axone mit anderen Neuronen verbunden. In Motoneuronen sind Dendriten mit anderen Neuronen und Axonen verbunden - mit einem Effektor. In Interneuronen sind sowohl Dendriten als auch Axone mit anderen Neuronen verbunden. Die Funktion einer großen Anzahl von interkalaren Neuronen, die die Hauptstruktur des zentralen und peripheren Nervensystems darstellen, besteht darin, Informationen von einem Körperteil zu einem anderen zu übertragen.

Bei Menschen und anderen Säugetieren sind Nervenfasern, die schnell Impulse von Rezeptoren zum Gehirn und vom Gehirn zu den Muskeln leiten und dadurch eine schnelle adaptive Reaktion des Körpers bewirken, wie eine Hülle mit einer Fettscheide gekleidet. Daher werden diese Nerven als myelinisiert bezeichnet. Die Myelinscheide verleiht den Axonen eine weiße Farbe, während die Zellkörper und Dendriten, die keine Myelinscheide haben, grau sind.

Nervenfasern, die von den Zellen des Kortex oder zu ihnen kommen, werden in drei Hauptgruppen unterteilt: Projektion - Verbinden des Subkortex mit dem Kortex, assoziativ - Verbinden der kortikalen Zonen derselben Hemisphäre, Kommissuren - Verbinden zweier Hemisphären und Gehen in Querrichtung. Das Bündel dieser Fasern wird als Corpus Callosum bezeichnet.

Nervenimpulse werden entlang der Nervenfasern übertragen, die rhythmischer Natur sind. Der Nervenimpuls ist kein elektrischer Strom, sondern eine elektrochemische Störung in der Nervenfaser. Durch einen Reizstoff in einem Teil der Nervenfaser verursacht, verursacht es die gleiche Störung im benachbarten Teil usw., bis der Impuls das Ende der Faser erreicht.

Neuronale Impulse und RNADer Nerv beginnt zu reagieren, wenn ein bestimmter Reiz von minimaler Stärke auf ihn ausgeübt wird. Nervenimpulse werden periodisch auf Fasern übertragen. Nachdem ein Impuls gesendet wurde, vergeht eine bestimmte Zeit (von 0,001 bis 0,005 Sekunden), bevor die Faser den zweiten Impuls senden kann.

Der Zeitraum, in dem chemische und physikalische Veränderungen auftreten, durch die die Faser in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehrt, wird als Refraktärzeit bezeichnet.

Es besteht die Meinung, dass die von Neuronen aller Art übertragenen Impulse - sensorisch, motorisch und interkalar - einander grundsätzlich ähnlich sind. Die Tatsache, dass unterschiedliche Impulse unterschiedliche Phänomene verursachen - von mentalen Zuständen bis zu sekretorischen Reaktionen - hängt ganz von der Art der Strukturen ab, zu denen die Impulse kommen.

Jeder Nervenimpuls, der sich beispielsweise entlang des afferenten Nervs ausbreitet, erreicht den Körper der Nervenzelle. Es kann weiter durch die Zelle zu seinen anderen Prozessen gelangen und sich durch Synapsen zu einer der Fasern der nächsten Zelle entlang der Kette oder zu mehreren Zellen gleichzeitig bewegen. So gelangt der Nervenimpuls beispielsweise von der Nasenschleimhaut über die zentralen Hirnkerne zum Exekutivorgan (Muskelfaser oder Drüse), das in einen aktiven Zustand übergeht.

Nicht jeder Impuls, der eine Synapse erreicht, wird auf das nächste Neuron übertragen. Synaptische Verbindungen bieten einen gewissen Widerstand gegen den Impulsfluss. Dieses Merkmal der Arbeit von Synapsen ist, muss man denken, anpassungsfähig. Es fördert eine selektive Reaktion des Körpers auf eine bestimmte Reizung.

Untersuchungen der Mikrostruktur des Gehirns zeigen daher die miteinander verbundene Arbeit von Nervenzellen. Wir können über ein System von Neuronen sprechen. Seine Funktion als Ganzes ist jedoch nicht die Summe der Aktivität einzelner Neuronen. Ein Neuron erzeugt keine mentalen Phänomene. Nur die Gesamtarbeit der Neuronen, aus denen ein bestimmtes System besteht, kann ein mentales Phänomen hervorrufen. Es basiert auf spezifischen materiellen Prozessen in Neuronen.

Und doch enthält die Untersuchung der Prozesse, die in einzelnen Neuronen ablaufen, bestimmte Perspektiven in Bezug auf die Offenlegung der Mechanismen von Verhalten und Psyche. In diesem Fall meinen wir Studien der molekularen Ebene von Neuronen, die den Zusammenhang zwischen der Physiologie höherer Nervenaktivität und der Molekularbiologie aufgezeigt haben.

Der erste, der in die molekularen Tiefen der Nervenzellen des Gehirns eindrang, war der schwedische Neurohistologe und Zytologe H. Hiden. Der Beginn seiner Arbeit geht auf das Jahr 1957 zurück. Hiden entwickelte einen speziellen Satz von Mikroinstrumenten, mit denen er dann Operationen mit einer Nervenzelle durchführen konnte.

Die Versuche wurden an Kaninchen, Ratten und anderen Tieren durchgeführt. Das Experiment war wie folgt. Zuerst wurden die Tiere erregt und gezwungen, etwas zu tun, zum Beispiel, um entlang des Drahtes nach Nahrung zu klettern. Dann wurden die Versuchstiere sofort getötet, um die Nervenzellen ihres Gehirns zu analysieren.

Zwei wichtige Fakten wurden festgestellt. Erstens erhöht jede Erregung die Produktion von sogenannter Ribonukleinsäure (RNA) in den Neuronen des Gehirns signifikant. Zweitens unterscheidet sich ein kleiner Teil dieser RNA in der Basensequenz oder der chemischen Zusammensetzung von jeglicher RNA, die in den Neuronen von nicht trainierten Kontrolltieren gefunden wird.

Da das RNA-Molekül als eines der wichtigsten biologischen Makromoleküle (zusammen mit dem Molekül der Desoxyribonukleinsäure - DNA) eine enorme Informationskapazität besitzt, wurde auf der Grundlage der obigen Experimente vorgeschlagen, dass das erworbene Wissen in den oben genannten unterschiedlichen RNA-Molekülen kodiert ist. Dies legte den Grundstein für die molekulare Hypothese des Langzeitgedächtnisses.

Bei der Entwicklung von Hydens Experimenten wurde versucht, RNA-Moleküle vom Gehirn trainierter Tiere auf das Gehirn nicht trainierter Tiere zu übertragen. Am sensationellsten waren die Erfahrungen der amerikanischen Psychologen McConnell und Jacobson.

Neuronale Impulse und RNA1962 experimentierte McConnell mit Planarien - flachen, transparenten Würmern, die so unersättlich sind, dass sie sich gegenseitig fressen. Diese Würmer entwickelten unter Lichteinfluss einen konditionierten Motorreflex.Die auf diese Weise trainierten Würmer wurden zerhackt und untrainierten Würmern zugeführt. Es stellte sich heraus, dass in letzterem der konditionierte Lichtreflex doppelt so schnell gebildet wurde wie in denen, die keine ausgebildeten Planarier aßen.

Jacobson und seine Mitarbeiter führten Experimente zur "Übertragung" des Verhaltens von Ratten und Hamstern durch. Ratten wurden zum Beispiel darauf trainiert, zum Feeder zu rennen, nachdem ein scharfes Klicken zu hören war. Gleichzeitig fiel eine Portion Essen in den Trog. Nach dem Ende des Trainings wurden die Tiere getötet und die aus ihrem Gehirn isolierte RNA in nicht trainierte Tiere injiziert. Eine Kontrollgruppe von Ratten erhielt RNA-Injektionen aus dem Gehirn von nicht trainierten Tieren. Die Versuchs- und Kontrollratten wurden dann getestet, um festzustellen, ob das Klicken einen Effekt haben würde (25 Klicks wurden für jedes Tier gegeben, aber keine Futterbelohnung). Es stellte sich heraus, dass sich die Versuchstiere dem Futterautomat viel häufiger näherten als die Kontrolltiere.

Diese und andere, komplexere Experimente führten Jacobson zu dem Schluss, dass RNA Informationen enthält und das Transferphänomen sich auf das Auswendiglernen bezieht.

Bis vor kurzem erwähnte die Psychologie nur den Mechanismus der Bildung und Stärkung neuronaler Verbindungen als physiologische Grundlage für das Auswendiglernen. Die Grundlage der Fortpflanzung ist die Wiederbelebung der nervösen Verbindungen - Assoziationen, die beim Auswendiglernen oder Auswendiglernen hergestellt werden. Und jetzt wird die molekulare Hypothese des Gedächtnisses weiterentwickelt. Die Zukunft sollte zeigen, wie die molekularen Mechanismen des Gedächtnisses mit Reflexmechanismen verbunden sind.

Die Ergebnisse der Experimente von McConnell und Jacobson verursachen unter Wissenschaftlern viele Kontroversen und Einwände. Tatsache ist, dass die gleichen Experimente in anderen wissenschaftlichen Labors durchgeführt wurden, jedoch keine ähnlichen Ergebnisse erzielt wurden. Darüber hinaus stoßen bestimmte theoretische Prämissen dieser Hypothese auf Einwände. Wissenschaftler argumentieren für die Wahrheit. Gleichzeitig wirft die Idee der RNA-Beteiligung an den Phänomenen des Langzeitgedächtnisses keine Einwände auf. Die anschließende Entwicklung der wissenschaftlichen Forschung wird zweifellos zu einer grundlegenden Lösung des Problems dieses wichtigen mentalen Prozesses führen, der mit dem Denken und Erkennen der umgebenden Realität verbunden ist.

V. Kovalgin - Enthüllung der Geheimnisse der Psyche


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