为什么运动神经元会将信息传递给腺体呢?
科学家们发现,运动神经元接收到大量的“指引”,从而成功地导航到预定的目的地。
就像数十名夏尔巴人带领登山者攀登陡峭的喜马拉雅山到达顶峰一样,神经系统依赖于对时间和地点敏感的微妙指令,引导神经元的轴突(产生线性投射)到达体内的目的地。
现在,研究人员已经发现了神经元是如何在复杂的细胞环境中导航的,即接受定向信息,同时过滤掉不恰当的指令以避免迷路。
神经元就像登山者一样,需要“专业”的指引才能找到路
就像许多夏尔巴人引导登山者从陡峭的喜马拉雅山爬到山顶一样,神经系统依靠精确的时间和位置引导轴突——线性投影——到达体内的目的地。
现在,索尔克研究所(Salk Institute)的研究人员已经发现,神经元是如何在复杂的细胞环境中导航,同时过滤掉不恰当的指令以避免迷路的。研究结果发表在2019年3月19日的《神经元》杂志上。
“神经系统中有100万亿个连接由2万个基因控制,已知约有10个基因家族参与控制轴突投射。“我们想要了解大自然是如何将宇宙中最复杂的生物机器的智能遗传系统连接起来的,”索尔克研究所教授、霍华德·休斯医学研究所研究员塞缪尔·普法夫(Samuel Pfaff)说。“所以我们开始研究运动神经元是如何与身体肌肉建立连接的,这种连接对我们的大脑向肌肉发送信息以使其运动至关重要。”
大脑控制着数百块不同的肌肉来进行精确的运动。在发育过程中,脊髓中的运动神经元向中枢神经系统外延伸轴突,与体内的肌肉细胞相连。每个运动神经元依赖一组基因来确保其轴突在肌肉中正常生长。
“广泛地说,我们希望通过识别与异常运动神经元发育有关的基因,我们可以更好地理解其他环境(如癌症)中细胞信号的复杂性,”首席作者达里奥·博诺米(Dario Bonanomi)说,他是普法夫实验室的前博士后研究员,也是圣拉斐尔科学研究所的首席研究员。“这项工作不仅向我们展示了神经系统是如何发育的,还向我们展示了更多普通细胞是如何交流、移动和创造身体结构的。”
为了找到在运动神经元轴突引导中起重要作用的基因,研究小组进行了基因筛选,并设计了一个小鼠模型,使用绿色荧光蛋白来观察运动神经元轴突的生长。研究小组随后跟踪轴突,观察何时做出正确和错误的生长决定。
通过这种轴突追踪,科学家们发现了一种导致运动轴突走向错误方向的基因突变。在基因突变的情况下,运动神经元轴突绕道而行,从未与肌肉正常连接。
生理学兴奋是怎样从运动神经传到骨骼肌的
感受器→传入神经元(感觉神经元)→中枢→传出神经元(运动神经元)→效应器(肌肉、腺体)五个部分 骨骼肌的收缩:中枢神经系统发出的指令以神经冲动(动作电位)的形式,沿躯体运动神经传导,并传递给肌细胞,这个过程称为神经--肌肉间的兴奋传递;其次,肌细胞膜表面的动作电位通过肌细胞的三联管结构传到肌细胞内部,触发信息物质Ca2+从肌浆网释放到肌浆,并将信息传递给肌浆内调节蛋白,这一过程称为兴奋--收缩偶联(excitation-contraction coupling);最后,肌浆中高浓度Ca2+通过肌浆内调节蛋白,触发收缩蛋白的结合,并使肌肉收缩兴奋是怎样从运动神经传到骨骼肌的
这里的运动神经是指传出神经吧,兴奋在传出神经以局部电流形式传导,细胞膜电位由外正内负变为外负内正,兴奋到达传出神经末梢,末梢处的突触小体通过突触前膜以胞吐方式释放神经递质。神经递质经突触间隙到达下一个细胞的突触后膜,也就是骨骼肌的细胞膜,递质与膜上的受体结合,使骨骼肌产生兴奋。值得注意的是递质不只有兴奋型,也有抑制型,而且递质不会长时间存在于突触间隙,有一些递质会通过载体回到前膜,有一些则被内环境中的酶分解。感觉神经元和运动神经元有什么区别?
尽管周围神经系统具有无数种细胞类型,但细胞可能具有一些信号传导作用,使我们可以将其分类为感觉,中继或运动神经元。
感官
感觉神经元通常与专门的受体细胞相关,例如耳中的毛细胞,眼中的视网膜视杆和视锥细胞,或遍布全身的皮肤中发现的几种受体类型。这些细胞整合受体细胞的活性,然后将其直接传递到深层中枢神经系统或脊髓,在那里高速白质物质将信号传导到我们的大脑。
中继
这些神经元很容易是最多样化的,因为假设您的大脑大部分是由它们组成的。它们的目的是在感觉输入和电机输出之间提供通信。它们既往返于大脑,又与感觉神经元和运动神经元相接。尽管许多解剖学家说该组没有髓鞘,但这确实没有帮助,因为许多CNS神经元具有轴突髓鞘。因为“中继”是此答案中描述的最随意的组,所以我发现描述许多形态学细节没有太大帮助。
一些解剖学家进一步将中继神经元描述为中间神经元,但这可能也无济于事,因为原理神经元(非中间神经元)最肯定也参与了感觉和运动行为之间的交流。
发动机
当感觉信息到达脊髓时,这些信号大多数会一直传到大脑,但是有些会直接触发肌肉群的反射活动。无论哪种方式,来自局部感觉的信号或来自大脑的更多自上而下的运动神经元活动都会触发大量钙释放到肌肉群中,导致它们收缩。
感觉神经元和运动神经元有什么区别?
感觉神经元将感觉冲动从感觉器官传递到中枢神经系统,而运动神经元则将运动冲动从中枢神经系统传递到特定的效应子。
感觉神经元位于脊髓神经的背根神经节中,而运动神经元位于脊髓的腹侧根神经节中。
感觉神经元遵循传入途径,而运动神经元遵循传出途径。
一个成年人平均拥有大约一千万个感觉神经元和五十万个运动神经元。
运动神经元是多极的,感觉神经元是单极的。
感觉神经元有传入纤维,而运动神经元有传入纤维。
运动神经元不生成与肌肉进行通信的命令,而是从感觉神经元接收命令。