1.2 Природа электрической активности мозга

Основными элементами центральной нервной системы (ЦНС) являются нейроны. Типичный нейрон состоит из трех частей: дендритное дерево, тело клетки (сома) и аксон (рис.1). Сильное разветвленное тело дендритного дерева имеет большую поверхность, чем остальные его части, и является его рецептивной воспринимающей областью. Многочисленные синапсы на теле дендритного дерева осуществляют прямой контакт между нейронами. Все части нейрона покрыты оболочкой - мембраной. В состоянии покоя внутренняя часть нейрона - протоплазма - имеет негативный знак по отношению к внеклеточному пространству и составляет приблизительно 70 мВ.

Этот потенциал называют потенциалом покоя. Он обусловлен разностью концентраций ионов Na⁺, преобладающих в экстраклеточной среде, и ионов К⁺ и Cl^-, преобладающих в протоплазме нейрона. Если мембрана нейрона деполяризуется от - 70 мВ до - 40 мВ, при достижении некоторого порога нейрон отвечает коротким по длительности импульсом, при котором мембранный потенциал сдвигается до +20 мВ, а затем обратно до - 70 мВ. Этот ответ нейрона называют потенциалом действия. Длительность данного процесса составляет около 1мс.

Потенциал действия является основным механизмом, с помощью которого аксоны нейронов передают информацию на значительные расстояния.

В функциональном отношении нейроны делятся на три основных класса.

Чувствительные (сенсорные) или рецепторные нейроны несут информацию от периферии к центру в виде последовательности разрядов потенциалов действия, в которых кодируются физические и другие параметры стимула.

Интернейроны действуют на другие нейроны посредством постсинаптических возбуждающих или тормозных потенциалов. Это самая многочисленная группа, состоящая из 20 миллиардов нейронов ЦНС.

Двигательные (моторные) или эффекторные нейроны - это все нейроны, которые посылают эфферентные аксоны для активации мышц.

Глия. Более половины объема ЦНС состоит из глиальных клеток, которые поддерживают функцию нейронов, но непосредственно не участвуют в функционировании нейронов.