Neuroni
Wikipedia
 |
Tätä artikkelia tai artikkelin osaa on pyydetty parannettavaksi. |
| Voit auttaa Wikipediaa parantamalla artikkelia. Lisää tietoa saattaa olla keskustelusivulla. |
Neuroni on hermoston solujen luokka ja yksi ihmisen noin 260 solutyypistä. Neuroneita kutsutaan usein hermosoluiksi, vaikka nimitys on epätarkka: kaikki neuronit eivät nimittäin muodosta hermoja. Selkärankaisilla neuroneja on aivoissa, selkärangassa sekä ääreishermoston hermoissa ja ganglioissa eli neuroniryppäissä. Neuronin päätehtävä on käsitellä ja välittää neuraalitietoa. Hermosoluja on kaikilla vähänkin monimutkaisemmilla monisoluisilla eliöillä.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Neuronin rakenne
Neuronit ovat epäsymmetrisiä ja koostuvat kolmen tyyppisestä osasta: soomasta, dendriiteistä ja aksonista.
Solukeskus eli sooma on risteymäkohta neuronin haarakkeiden välillä. Solun tuma sijaitsee soomaosassa ja suurin osa solun toiminnoista, kuten proteiinisynteesi, tapahtuu soomaosassa.
Tuojahaarakkeet eli dendriitit ovat puumaisia, soomasta lähteviä ristikkosolun haarakkeita. Rakennetta kutsutaan usein dendriittipuuksi, ja dendriitin nimi onkin tästä peräisin. Neuronilla on yleensä useita dendriittejä, ihmisen hermostossa keskimäärin 10 000 kappaletta neuronia kohden. Dendriittipuuta on perinteisesti pidetty neuronin pääasiallisena tiedonkeräämisvälineenä, mutta myös informaation ylivuotoa esimerkiksi dendriiteistä toisiin neuroneihin tiedetään tapahtuvan.
Viejähaarake eli aksoni on kaapelimainen väylä, jonka pituus voi olla jopa kymmentuhatkertainen soomaosan halkaisijaan nähden. Esimerkiksi ihmisessä on peräti metrin pituisia neuroneja. Aksoni kuljettaa neuraalisignaalin neuronista eteenpäin. Kullakin neuronilla on poikkeuksia lukuun ottamatta yksi aksoni, jonka tyviosa liittyy soomaan aksonikeon kohdalla ja haarautuu loppupäästään useisiin haarakkeisiin mahdollistaen näin viestinviennin useille muille neuroneille. Ihmisellä keskushermostossa neuronin aksonia suojaa usein Schwannin soluista rakentuvat myeliinitupit, jotka tehostavat signaalin kulkua. Hermostorakenteesta tietoa ulospäin vieviä aksoneita kutsutaan afferenteiksi siinä missä tuovat aksonit ovat efferenttejä. Rakenteen, esimerkiksi hypotalamuksen sisäisiä aksoneita sanotaan intrinsisiksi. (Kaikilla intrinsisillä neuroneilla eli interneuroneilla ei edes ole aksonia, tai se on suhteessa hyvin lyhyt.)
Yksi neuronin erikoisominaisuuksista on sen ärsykeherkkä solukalvo, joka mahdollistaa aktiopotentiaalien eli sähköisten impulssien syntymisen ja niiden avulla tapahtuvan informaationkulun.
Neuronien väliset yhteydet ovat synapseja. Yhden neuronin yhteydet kasvavat ihmisellä aivoissa vastasyntyneen noin 2500 yhteydestä per neuroni 20-vuotiaan noin 15 000 yhteyteen per neuroni.
Neuroni on jo sinällään hyvin monimutkainen tietoa käsittelevä rakenne. Noin 100 miljardista neuronista muodostuvat aivot ovat erittäin mutkikas ja ehkä taidokkain rakenne ihmisen toistaiseksi tuntemassa maailmankaikkeudessa.
Evoluution kannalta neuroniverkko, eli hermosto ja sen sähkökemiallinen toiminta mahdollistaa paljon nopeamman ja monipuolisemman tavan reagoida kuin solun biokemiaan perustuva toiminta, joka taas on monipuolisempi tapa reagoida ympäristöön kuin pelkän kemian keinot.
[muokkaa] Neuronin toiminta
Neuronilla on yksi aksoni, jota pitkin se lähettää hermoimpulsseja. Aksoni haarautuu moneen otteeseen ja päättyy synapseihin, jotka kytkeytyvät muiden neuronien dendriitteihin. Hermoimpulssin voimakkuus ei voi koskaan vaihdella - se on aina samansuuruinen ja lähettää signaalin jokaiseen aksonin haaraan. Hermoimpulssien taajuus sen sijaan voi vaihdella. Lepotilassa neuroni lähettää impulssin suuruusluokkaa 10 kertaa sekunnissa. Nopeimmillaan neuroni pystyy noin 100 impulssin sekuntivauhtiin ja hitaimmillaan impulssit voivat lakata kokonaan.
Neuronin toimintaan vaikuttavat sen dendriittien aktiivisuudet. Osa dendriiteistä on eksitoivia eli neuronin toimintaa kiihdyttäviä, toiset taas inhiboivia eli toimintaa ehkäiseviä. Muualta tulevat impulssit välittyvät synapsiraon läpi dendriittiin, joka vaikuttaa neuronissa vallitsevaan potentiaaliin eli jännite-eroon - eksitoivat dendriitit kasvattavat potentiaalia, inhiboivat taas vähentävät sitä.
Neuronin solukalvolla on ionipumppuja ja muita soluelimiä, jotka pumppaavat toisia ioneja solusta ulos ja toisia soluun sisään. Näiden pumppujen toiminta kasvattaa jännite-eroa solukalvon eri puolilla siten, että potentiaali kasvaa ennen pitkää riittävän suureksi ja aiheuttaa sen purkautumisen hermoimpulssina, joka kulkee soomasta kohti aksonin kärkiä. Dendriittien toiminta edesauttaa tai hidastaa tätä potentiaalin kasvua ja siten neuronin syketahtia.
Neuronin toiminta muuttuu ajan kuluessa tilanteisiin reagoiden. Pitkään kiihdytetty solu alkaa väsyä jo energian puutteesta eikä jaksa enää sykkiä normaalilla nopeudella. Samoin synapsissa olevat välittäjäaineet kuluvat jatkuvassa käytössä nopeammin kuin niitä ehditään tuottaa ja palauttaa, jolloin synapsin kautta tulevan signaalin vahvuus alkaa heikentyä.
[muokkaa] Plastisiteetti
Neuronien väliset yhteydet muuttuvat ja kehittyvät ihmisen sisäisen ajattelun ja kokemusten, ulkoisen ympäristön kautta. Voidaan siis sanoa, että 20-vuotiaana ihmisen "rakenteellinen", neuronikytkentöihin perustuva tapa ajatella on pääosin muodostunut. Sen päälle tuleva oppimiseen perustuva tapa ajattella voi vielä muuttua koko ihmisen eliniän ajan.
Neuroni oppii pidemmällä aikavälillä sopeuttamaan toimintaansa. Sen dendriitit voivat kasvaa tehokkaammiksi tai surkastua pienemmiksi käytön mukaan. Samoin sen aksonikärjet voivat haarautua ja levitä muualle sopivien kasvuaineiden ollessa läsnä. Esimerkiksi jos synapsin toisella puolella oleva neuroni kuolee, aksoni lähtee etsimään uutta neuronia, johon yhdistyä. Solun aksoni itse asiassa kasvaa jatkuvasti, mutta synapsin löytäessään aksonin kärki alkaa tuhota itseään kasvuvauhdilla, jolloin aksoni näyttää pysähtyvän.
Jos neuronin dendriitit eivät enää saa impulsseja eli lakkaavat toimimasta, alkavat ne surkastua ja ennen pitkää koko solu voi tuhoutua. Tämä on lapsen aivojen kehityksessä normaalia turhien yhteyksien karsimista — merkittävä osa vauvan aivojen neuroneista tuhoutuu murrosikään mennessä. Neuroneita voi kuitenkin tuhoutua myös hapenpuutteen, kasvaimen, aivoverenvuodon aiheuttaman paineen tai fyysisen iskun seurauksena.
Neuronin sisällä on myös lukuisia soluelimiä, joiden tarkka merkitys neuronin impulssien lähettämiselle on vielä epäselvä. Onkin mahdollista, että neuroni tallentaa jotain tietoa toiminnastaan näihin elimiinsä ja tavallaan voi "muistaa" historiaansa.
