Οι τύποι των νευρώνων και οι λειτουργίες τους (διάφορες ταξινομήσεις)

Το τύπους νευρώνων Κύρια μπορούν να ταξινομηθούν ως ώθηση μετάδοσης, τη λειτουργία, την κατεύθυνση, η δράση σε άλλους νευρώνες, μοτίβο απαλλαγή τους για την παραγωγή των νευροδιαβιβαστών, από πολικότητας ως η απόσταση μεταξύ νευράξονα και soma, Μορφολογική των δενδριτών και σύμφωνα με τη θέση και τη μορφή.

Υπάρχουν περίπου 100 δισεκατομμύρια νευρώνες στον εγκέφαλό μας. Ωστόσο, αν μιλάμε για γλοιακά κύτταρα (τα οποία χρησιμεύουν ως υποστήριξη για τους νευρώνες), ο αριθμός αυξάνεται σε περίπου 360 δισεκατομμύρια. 

Οι νευρώνες μοιάζουν άλλα κύτταρα, μεταξύ άλλων, που έχουν μια μεμβράνη που περιβάλλει περιέχουν γονίδια, κυτταρόπλασμα, μιτοχόνδρια και ενεργοποιούν βασικές κυτταρικές διαδικασίες όπως η σύνθεση πρωτεϊνών και την παραγωγή ενέργειας.

Όμως, σε αντίθεση με άλλα κύτταρα, οι νευρώνες έχουν δενδρίτες και νευρώνες που επικοινωνούν μεταξύ τους με ηλεκτροχημικές διεργασίες, δημιουργούν συνάψεις και περιέχουν νευροδιαβιβαστές.

Αυτά τα κελιά είναι οργανωμένα σαν να ήταν δέντρα σε ένα πυκνό δάσος, όπου αλληλοσυνδέονται τα κλαδιά και τις ρίζες τους. Όπως τα δέντρα, κάθε μεμονωμένος νευρώνας έχει μια κοινή δομή, αλλά έχει διαφορές στο σχήμα και το μέγεθος.

Το μικρότερο μπορεί να έχει κυτταρικό σώμα πλάτους μόνο 4 μικρών, ενώ τα κυτταρικά σώματα των μεγαλύτερων νευρώνων μπορούν να έχουν πλάτος 100 μικρά.

Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες εξακολουθούν να ερευνούν κύτταρα του εγκεφάλου και να ανακαλύπτουν νέες δομές, λειτουργίες και τρόπους ταξινόμησης τους.

Η βασική μορφή ενός νευρώνα αποτελείται από 3 μέρη:

- Το σώμα του κυττάρου: περιέχει τον πυρήνα του νευρώνα, όπου αποθηκεύονται οι γενετικές πληροφορίες.

- Ο άξονας: είναι μια επέκταση που λειτουργεί ως καλώδιο και είναι υπεύθυνη για τη μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων (δυναμών δράσης) από το σώμα του κυττάρου σε άλλους νευρώνες.

- Οι δενδρίτες: είναι μικρά κλαδιά που συλλαμβάνουν τα ηλεκτρικά σήματα που εκπέμπονται από άλλους νευρώνες.

Κάθε νευρώνας μπορεί να κάνει συνδέσεις με έως και 1.000 περισσότερους νευρώνες. Ωστόσο, όπως είπε ο ερευνητής Santiago Ramón y Cajal, τα νευρωνικά άκρα δεν συγχωνεύονται, αλλά υπάρχουν μικρά διαστήματα (που ονομάζονται συναπτικές σχισμές). Αυτή η ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ νευρώνων ονομάζεται συνάψεις. (Jabr, 2012)

Ταξινόμηση τύπων νευρώνων

Οι νευρώνες μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορους τρόπους:

Για τη μετάδοση της ώθησης

Μια κύρια ταξινόμηση που θα βρούμε πολύ συχνά για να κατανοήσουμε ορισμένες νευρικές διεργασίες είναι η διάκριση μεταξύ του προσυναπτικού νευρώνα και του μετασυναπτικού νευρώνα:

• Προσυναπτικός νευρώνας: είναι αυτή που εκπέμπει την νευρική ώθηση.
• Μετασυναπτικός νευρώνας: εκείνη που λαμβάνει αυτή την ώθηση.

Πρέπει να διευκρινιστεί ότι αυτή η διαφοροποίηση εφαρμόζεται σε ένα συγκεκριμένο πλαίσιο και χρόνο.

Λόγω της λειτουργίας του

Οι νευρώνες μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τα καθήκοντα που εκτελούν. Σύμφωνα με τον Jabr (2012), πολύ συχνά θα βρούμε μια διαίρεση μεταξύ:

• Αισθητικοί νευρώνες: είναι εκείνοι που χειρίζονται πληροφορίες από τα αισθητήρια όργανα: δέρμα, μάτια, αυτιά, μύτη κλπ..
• Κινητοί νευρώνες ή κινητικοί νευρώνες: Το καθήκον του είναι να εκπέμπει σήματα από τον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό στους μυς. Είναι κυρίως υπεύθυνοι για τον έλεγχο του κινήματος.

- Εσωτερικοί: λειτουργούν ως γέφυρα μεταξύ δύο νευρώνων. Μπορεί να έχουν μακρύτερους ή βραχύτερους άξονες, ανάλογα με το πόσο μακριά είναι οι νευρώνες μεταξύ τους.

- Νευροεκκριτικός (Gould, 2009): απελευθερώνουν ορμόνες και άλλες ουσίες, μερικοί από αυτούς τους νευρώνες βρίσκονται στον υποθάλαμο.

Με τη διεύθυνσή σας

• Σχετικοί νευρώνες: που ονομάζονται επίσης κύτταρα υποδοχέα, θα είναι οι αισθητήριοι νευρώνες που έχουμε ονομάσει προηγουμένως. Σε αυτή την ταξινόμηση θέλουμε να επισημάνουμε ότι αυτοί οι νευρώνες λαμβάνουν πληροφορίες από άλλα όργανα και ιστούς, έτσι ώστε να μεταδίδουν πληροφορίες από αυτές τις περιοχές στο κεντρικό νευρικό σύστημα.
• Εφαρμοστικοί νευρώνες: είναι ένα άλλο όνομα για κινητικούς νευρώνες, υποδεικνύοντας ότι η κατεύθυνση της μετάδοσης είναι αντίθετη προς προσαγωγών (δεδομένα που αποστέλλονται από το νευρικό σύστημα σε κύτταρα τελεστή).

Με δράση σε άλλους νευρώνες

Ένας νευρώνας επηρεάζει τους άλλους απελευθερώνοντας διαφορετικούς τύπους νευροδιαβιβαστών που δεσμεύονται σε εξειδικευμένους χημικούς υποδοχείς. Για να καταστεί αυτό πιο κατανοητό, μπορούμε να πούμε ότι ένας νευροδιαβιβαστής λειτουργεί σαν να ήταν κλειδί και ο δέκτης θα ήταν σαν μια πόρτα που μπλοκάρει το πέρασμα.

Εφαρμοσμένη στην περίπτωσή μας είναι κάτι πιο περίπλοκο, αφού ο ίδιος τύπος "κλειδιού" μπορεί να ανοίξει πολλούς διαφορετικούς τύπους "κλειδαριών". Η ταξινόμηση αυτή βασίζεται στην επίδραση που προκαλούν σε άλλους νευρώνες:

• Συναρπαστικοί νευρώνες: αυτοί είναι εκείνοι που απελευθερώνουν γλουταμινικό. Ονομάζονται έτσι επειδή, όταν η ουσία αυτή συλλαμβάνεται από τους υποδοχείς, υπάρχει μια αύξηση στην ταχύτητα πυροδότησης του νευρώνα που την λαμβάνει..
• Ανασταλτικοί ή GABAergic νευρώνες: απελευθερώνουν GABA, έναν τύπο νευροδιαβιβαστή που έχει ανασταλτικά αποτελέσματα. Αυτό συμβαίνει επειδή μειώνει την ταχύτητα πυροδότησης του νευρώνα που το συλλαμβάνει.
• Μονωτές: δεν έχουν άμεσο αποτέλεσμα, αλλά αλλάζουν μακροπρόθεσμα μικρές δομικές πλευρές των νευρικών κυττάρων.

Περίπου το 90% των νευρώνων απελευθερώνουν γλουταμικό ή GABA, επομένως αυτή η ταξινόμηση περιλαμβάνει τη μεγάλη πλειοψηφία των νευρώνων. Τα υπόλοιπα, έχουν συγκεκριμένες λειτουργίες σύμφωνα με τους στόχους που παρουσιάζουν.

Για παράδειγμα, ορισμένοι νευρώνες εκκρίνουν γλυκίνη που έχει ανασταλτικό αποτέλεσμα. Με τη σειρά του, υπάρχουν κινητικοί νευρώνες στο νωτιαίο μυελό που απελευθερώνουν ακετυλοχολίνη και παρέχουν ένα συναρπαστικό αποτέλεσμα.

Εν πάση περιπτώσει, πρέπει να σημειωθεί ότι αυτό δεν είναι τόσο απλό. Δηλαδή, ένας μόνος νευρώνας που απελευθερώνει έναν τύπο νευροδιαβιβαστή μπορεί να έχει τόσο διεγερτικά όσο και ανασταλτικά αποτελέσματα, ακόμα και διαμορφωτές σε άλλους νευρώνες. Αυτό φαίνεται να εξαρτάται, μάλλον, από τον τύπο των ενεργοποιημένων υποδοχέων των μετασυναπτικών νευρώνων.

Εξαιτίας του σχεδίου απόρριψης

Μπορούμε να περιστρέψουμε τους νευρώνες με ηλεκτροφυσιολογικά χαρακτηριστικά.

• Τόνικες ή βολές (spiking) τακτική: αναφέρεται σε νευρώνες που είναι συνεχώς ενεργός.
• Αναβοσβήνει ή "ξέσπασε" (σπάζοντας στα αγγλικά): είναι εκείνες που ενεργοποιούνται σε εκρήξεις.
• Ταχεία βολές (fast spiking): αυτοί οι νευρώνες ξεχωρίζουν για τα υψηλά ποσοστά πυροδότησής τους, δηλαδή πυροδοτούν πολύ συχνά. Τα ελαφρά κύτταρα μπαλονιού, τα γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς ή μερικές κατηγορίες φλοιωδών παρεμποδιστικών διανομέων θα ήταν καλά παραδείγματα.

Για την παραγωγή νευροδιαβιβαστών

• Χολινεργικοί νευρώνες: αυτός ο τύπος νευρώνων απελευθερώνει ακετυλοχολίνη στη συναπτική σχισμή.
• GABAεργικοί νευρώνες: απελευθερώνουν GABA.
• Γλουταματερικοί νευρώνες: εκκρίνουν το γλουταμικό άλας, το οποίο, μαζί με το ασπαρτικό άλας, αποτελείται από τους διεγερτικούς νευροδιαβιβαστές κατ 'εξοχήν. Όταν μειώνεται η ροή του αίματος στον εγκέφαλο, το γλουταμινικό μπορεί να προκαλέσει διεγερτική τοξικότητα προκαλώντας υπερ-ενεργοποίηση
• Ντοπαμινεργικοί νευρώνες: απελευθερώνουν ντοπαμίνη, η οποία συνδέεται με τη διάθεση και τη συμπεριφορά.
• Σεροτονινεργικοί νευρώνες: αυτοί είναι εκείνοι που απελευθερώνουν σεροτονίνη, η οποία μπορεί να δράσει τόσο μέσω της διέγερσης και της αναστολής. Η έλλειψή της παραδοσιακά συνδέεται με την κατάθλιψη.

Λόγω της πολικότητας

Οι νευρώνες μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τον αριθμό των διαδικασιών που ενώνουν το σώμα του κυττάρου ή το soma, το οποίο μπορεί να είναι (Sincero, 2013):

• Μονοπολική ή ψευδοπολική: είναι εκείνα που έχουν μια ενιαία πρωτοπλασμική διαδικασία (μόνο μια παράταση ή πρωτεύουσα προβολή). Δομικώς παρατηρείται ότι το κυτταρικό σώμα βρίσκεται στη μία πλευρά του αξόνου, μεταδίδοντας τις παρορμήσεις χωρίς τα σήματα να διέρχονται από το soma. Είναι τυπικά για τα ασπόνδυλα, αν και μπορούμε να τα βρούμε και στον αμφιβληστροειδή.
• Το ψευδοπολικό: διακρίνονται από τις μονοπολικές από το ότι ο άξονας χωρίζεται σε δύο κλάδους, γενικά το ένα πηγαίνει προς μια περιφερειακή δομή και το άλλο πηγαίνει προς το κεντρικό νευρικό σύστημα. Είναι σημαντικά με την έννοια της αφής. Στην πραγματικότητα, θα μπορούσαν να θεωρηθούν μια παραλλαγή του διπολικού.
• Διπολική: Σε αντίθεση με τον προηγούμενο τύπο, αυτοί οι νευρώνες έχουν δύο επεκτάσεις που ξεκινούν από το κυτταρικό σύρμα. Είναι κοινά στις αισθητήριες οδούς όρασης, ακοής, οσμής και γεύσης, καθώς και στη λειτουργία του αιθουσαίου συστήματος.
• Πολλαπολική: Οι περισσότεροι νευρώνες ανήκουν σε αυτόν τον τύπο, ο οποίος χαρακτηρίζεται από το ότι έχει μόνο έναν άξονα, συνήθως μακρύ και πολλούς δενδρίτες. Αυτά μπορεί να προέρχονται απευθείας από το soma, υποθέτοντας μια σημαντική ανταλλαγή πληροφοριών με άλλους νευρώνες. Μπορούν να υποδιαιρεθούν σε δύο κατηγορίες:

α) Golgi I: μακρούς νευράξονες, τυπικούς για πυραμιδικά κύτταρα και κύτταρα Purkinje.

β) Golgi II: σύντομοι άξονες, χαρακτηριστικοί των κοκκωδών κυττάρων.

Αυτή η διάκριση είναι εγκατεστημένος Camillo Golgi, Βραβείο Νόμπελ Ιατρικής, παρατηρώντας μέσα από τους νευρώνες μικροσκόπιο βάφονται με διαδικασία που ο ίδιος είχε εφεύρει (χρώση Golgi). Santiago Ramon y Cajal εν λόγω τύπου νευρώνων Golgi II αφθονούν σε εξελικτικά advanced ζώα από ό, τι τύπου Ι.

• Αναξονικά: σε αυτόν τον τύπο δεν μπορείτε να διαφοροποιήσετε τους δενδρίτες από τους άξονες, καθώς είναι επίσης πολύ μικρός.

Σύμφωνα με την απόσταση μεταξύ του αξόνου και του άμαχου

• Συγκεντρωτική: σε αυτούς τους νευρώνες ο άξονας μπορεί να είναι περισσότερο ή λιγότερο διακλαδισμένος, ωστόσο, δεν είναι πολύ μακριά από το σώμα του νευρώνα (soma).
• Διαφορά: παρά τον αριθμό των κλαδιών, ο άξονας εκτείνεται σε μεγάλη απόσταση και απομακρύνεται από το νευρωνικό σύμα.

Σύμφωνα με τη μορφολογία των δενδριτών

• Ιδιοδεντριτικό: οι δενδριτές του εξαρτώνται από τον τύπο του νευρώνα που είναι (αν το ταξινομούμε ανάλογα με τη θέση του στο νευρικό σύστημα και το χαρακτηριστικό του σχήμα, βλ. παρακάτω). Τα καλά παραδείγματα είναι τα κύτταρα Purkinje και τα πυραμιδικά κύτταρα.
• Isodendritic: αυτό το είδος νευρώνα έχει δενδρίτες που είναι χωρισμένοι έτσι ώστε τα θυγατρικά κλαδιά να υπερβαίνουν τα μητρικά κλαδιά σε μήκος.
• Alodendritic: έχουν χαρακτηριστικά που δεν είναι τυπικά των δενδριτών, όπως η ύπαρξη πολύ λίγων αγκάθων ή δενδριτών χωρίς κλαδιά.

Σύμφωνα με τη θέση και τη μορφή

Υπάρχουν πολλοί νευρώνες στον εγκέφαλό μας που έχουν μια μοναδική δομή και δεν είναι εύκολο να τους κατατάξουμε με αυτό το κριτήριο.

Σύμφωνα με τη μορφή (Paniagua et al., 2002) μπορεί να θεωρηθεί:

- Fusiformes

- Πολυεδρική

- Starry

- Σφαιρικό

- Πυραμιδική

Εάν λάβουμε υπόψη τόσο τη θέση όσο και το σχήμα των νευρώνων, μπορούμε να επεξεργαστούμε και να διευκρινίσουμε περαιτέρω αυτή τη διάκριση:

- Πυραμιδικοί νευρώνες: αυτά αποκαλούνται επειδή οι σωμάδες έχουν τριγωνική πυραμίδα και βρίσκονται στον προμετωπιαίο φλοιό.

- Στοιχεία Betz: είναι μεγάλοι πυραμιδικοί κινητικοί νευρώνες που βρίσκονται στο πέμπτο στρώμα της γκρίζας ύλης στον πρωτογενή κινητικό φλοιό.

- Κύτταρα στο καλάθι ή στο καλάθι: είναι φλοιώδη εσωτερικά σώματα που βρίσκονται στον φλοιό και την παρεγκεφαλίδα.

- Κύτταρα Purkinje: δορυφορικούς νευρώνες που βρίσκονται στην παρεγκεφαλίδα.

- Κοκκώδη κύτταρα: αντιπροσωπεύουν την πλειονότητα των νευρώνων στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Χαρακτηρίζονται από πολύ μικρά κυτταρικά σώματα (είναι τύπου Golgi II) και βρίσκονται στο κοκκώδες στρώμα της παρεγκεφαλίδας, της οδοντωτής έλικας του ιππόκαμπου και του οσφρητικού βολβού, μεταξύ άλλων..

- Κύτταρα Lugaro: που ονομάζεται από τον ανακαλύπτό της, είναι αισθητηριακά εσωτερικά πλέγματα που βρίσκονται στην παρεγκεφαλίδα (ακριβώς κάτω από το στρώμα των κυττάρων Purkinje).

- Μεσαίες ακανθώδεις νευρώνες: θεωρούνται ένας ειδικός τύπος GABAergic κυττάρων που αντιπροσωπεύει περίπου το 95% των νευρώνων του ραβδωτού σώματος στον άνθρωπο.

- Κύτταρα Renshaw: αυτοί οι νευρώνες είναι εσωτερικοί νευρώνες που αναστέλλουν τον νωτιαίο μυελό που συνδέονται στα άκρα τους με άλφα κινητικούς νευρώνες, νευρώνες με αμφότερα τα άκρα συνδεδεμένα με τους αλφα-κινητικούς νευρώνες.

- Μονοπολικά κύτταρα σε βούρτσα: αποτελούνται από ένα είδος γλουταμινεργικών interneurons που βρίσκονται στο κοκκώδες στρώμα του παρεγκεφαλικού φλοιού και στον κοχλιακό πυρήνα. Το όνομά του είναι επειδή έχει ένα ενιαίο δενδρίτη που καταλήγει σε ένα πινέλο.

- Προγενέστερα κύτταρα κέρατος: ονομάζονται κινητικοί νευρώνες που βρίσκονται στο νωτιαίο μυελό.

- Νευρώνες στον άξονα: που ονομάζονται επίσης νευρώνες του Von Economo, χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη συντήρησης, δηλαδή το σχήμα τους φαίνεται ένας επιμήκης σωλήνας που γίνεται στενός στα άκρα. Βρίσκονται σε πολύ περιορισμένες περιοχές: την νησίδα, την πρόσθια κύλινδρο έλικα και, στον άνθρωπο, τον δωρσομελέτα προμετωπιαίο φλοιό.

Αλλά, αναρωτιόμαστε:

Αυτές οι ταξινομήσεις καλύπτουν όλους τους τύπους των υφιστάμενων νευρώνων;?

Μπορούμε να επιβεβαιώσουμε ότι σχεδόν όλοι οι νευρώνες του νευρικού συστήματος μπορούν να ταξινομηθούν στις κατηγορίες που προσφέρουμε εδώ, ειδικά τις ευρύτερες. Ωστόσο, είναι απαραίτητο να επισημάνουμε την τεράστια πολυπλοκότητα του νευρικού μας συστήματος και όλες τις εξελίξεις που πρέπει να ανακαλυφθούν στον τομέα αυτό.

Υπάρχουν ακόμα έρευνες που επικεντρώνονται στη διάκριση των πιο λεπτών διαφορών μεταξύ των νευρώνων, προκειμένου να μάθουν περισσότερα για τη λειτουργία του εγκεφάλου και των σχετικών ασθενειών..

Οι νευρώνες διακρίνονται μεταξύ τους από δομικές, γενετικές και λειτουργικές απόψεις, καθώς και τον τρόπο αλληλεπίδρασής τους με άλλα κύτταρα. Είναι ακόμη σημαντικό να γνωρίζουμε ότι δεν υπάρχει συμφωνία μεταξύ των επιστημόνων κατά τον προσδιορισμό ενός ακριβούς αριθμού τύπων νευρώνων, αλλά μπορεί να είναι περισσότεροι από 200 τύποι.

Μια πολύ χρήσιμη πηγή για να μάθετε περισσότερα για τους κυτταρικούς τύπους του νευρικού συστήματος είναι το Neuro Morpho, μια βάση δεδομένων στην οποία οι διαφορετικοί νευρώνες ανακατασκευάζονται ψηφιακά και μπορούν να εξερευνηθούν ανάλογα με τα είδη, τους κυτταρικούς τύπους, τις περιοχές του εγκεφάλου κ.λπ. (Jabr, 2012)

Με λίγα λόγια, η κατάταξη των νευρώνων σε διαφορετικές κατηγορίες έχει συζητηθεί πολύ από τις αρχές της σύγχρονης νευροεπιστήμης. Ωστόσο, αυτή η ερώτηση μπορεί να εξελιχθεί λίγο-λίγο, καθώς οι πειραματικές εξελίξεις επιταχύνουν το ρυθμό συλλογής δεδομένων σε νευρωνικούς μηχανισμούς. Έτσι, κάθε μέρα είμαστε ένα βήμα πιο κοντά στην γνώση του συνόλου της λειτουργίας του εγκεφάλου.

Αναφορές

1. Boundless (26 Μαΐου 2016). Απεριόριστη Ανατομία και Φυσιολογία. Ανακτήθηκε στις 3 Ιουνίου 2016.
2. Chudler, Ε.Η. Τύποι νευρώνων (Νευρικά κύτταρα). Ανακτήθηκε στις 3 Ιουνίου 2016.
3. Gould, J. (16 Ιουλίου 2009). Ταξινόμηση νευρώνων κατά λειτουργία. Ανακτήθηκε στις 3 Ιουνίου 2016, από το Πανεπιστήμιο της Δυτικής Φλόριντα.
4. Jabr, F. (16 Μαΐου 2012). Γνωρίστε τους νευρώνες σας: Πώς να ταξινομήσετε διαφορετικούς τύπους νευρώνων στο δάσος του εγκεφάλου. Ανακτήθηκε από την Scientific American.
5. Paniagua, R .; Nistal, Μ.; Sesma, Ρ.; Álvarez-Uría, Μ.; Fraile, Β.; Anadón, R. και José Sáez, F. (2002). Κυτταρολογία και ιστολογία φυτών και ζώων. McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U.
6. Νευρωνικές επιμηκύνσεις. Ανακτήθηκε στις 3 Ιουνίου 2016, από το Πανεπιστήμιο της Βαλένθια.
7. Ειλικρινά, Μ. (2 Απριλίου 2013). Τύποι νευρώνων. Ανακτήθηκε στις 3 Ιουνίου 2016, από Explorable.
8. Wikipedia. (3 Ιουνίου 2016). Ανακτήθηκε στις 3 Ιουνίου 2016, από τον Neuron.
9. Waymire, J.C.. Κεφάλαιο 8: Οργάνωση Τύπων Κυττάρων. Ανακτήθηκε στις 3 Ιουνίου 2016 από την Neuroscience Online.