תא עצב

תא עצב במיקרוסקופ

תרשים של תא עצב

תא עָצָב (בלעז: נוירון, Neuron) הוא שם כולל לתאים המעוררים חשמלית (אימפולסים) במערכת העצבים, האחראים על העברה ועיבוד מידע. בבעלי החוליות, תאי עצב הם רכיבי המפתח של המוח, חוט השדרה ומערכת העצבים ההיקפית.

תא עצב אופייני מורכב מגוף התא, מאקסון ומדנדריטים. במרבית התאים בבעלי החוליות מתקבל הקלט בדנדריט, והפלט מועבר דרך האקסון. במערכות העצבים בממלכת החי קיימת הטרוגניות גדולה בגודלם, בצורתם ובתפקידם של תאי העצב.

תאי עצב מתקשרים דרך סינפסות בקשר כימי-חשמלי, בתהליך הנקרא הולכה סינפטית. התהליך הבסיסי המאתחל את ההולכה הסינפטית הוא פוטנציאל פעולה או ספייק, שהוא התקדמות אות חשמלי הנוצר על ידי תא עצב שמעורר כניסה ויציאה של יונים דרך קרום התא. תהליך זה גם ידוע כגל דפולריזטורי.

היסטוריה

בסוף המאה התשע-עשרה לא נודעו עדיין מהן יחידות העיבוד הבסיסיות במוח, ושתי תאוריות התחרו על הסברת המבנה של יחידות העיבוד. סנטיאגו רמון אי קחאל טען כי יחידות העיבוד הן תאים בעלי גרעין בודד המתקשרות דרך צמתים מיוחדים, או מרווחים בין תאים. הצעה זו נודעה כדוקטרינת התאים, המהווה אחד מעקרונות היסוד של מדעי המוח המודרניים. לצורך צביעת תאים לבחינת השערתו, השתמש קחאל בשיטת צביעה המבוססת על כסף חנקתי אשר פותחה בידי יריבו קמילו גולג'י. להבדיל מקחאל, גולג'י גרס כי יחידות העיבוד הן סינסיטיום, מספר גרעיני תא המצויים בתוך אותה הממברנה. בשנת 1906 קיבלו שני החוקרים פרס נובל לרפואה ופיזיולוגיה בעבור תרומתם לחקר מבנה מערכת העצבים.

תפקיד

באופן פשטני, על פי המודל שהציעו וולטר פיטס (Walter Pitts) ווורן סטרג'יס מק'קאלוק (Sturgis McCulloch), תא העצב מקבל מידע מתאים אחרים בצורת מטען חשמלי חיובי או שלילי, הוא סוכם בצורה משוקללת את המטענים שהתקבלו, ואם סך המטען עולה על סף מתח מסוים - הוא שולח מטען משלו הלאה. בעת שליחה הלאה של המטען, מתבצע שינוי שיכול להתבטא בהרכב הכימי, במספר וסוג ורגישות הרצפטורים, בקשרים של תא העצב עם תאי עצב שכנים ועוד.

אנטומיה ופיזיולוגיה

תאי עצב מתמחים בעיבוד מידע והעברה של אותות עצביים. כתוצאה מגיוון התפקודים המבוצעים בידי תאי העצב בחלקים שונים של מערכת העצבים קיים מגוון רחב של צורות, גדלים, ותכונות חשמליות לתאי העצב. לדוגמה, קוטר גוף התא יכול לנוע מ-4 עד 150 מיקרון.

מקובל היה לחשוב כי כל תאי עצב נוצרים במהלך ההתבגרות ואינם מתחלקים עוד באורגניזם הבוגר, אולם כיום ידוע כי גם במוח האדם, העכבר והחולדה הבוגרים ישנם אזורים ספציפיים בהם ממשיכים להיווצר תאי עצב.

חלקי תא העצב

מרכיביו של תא עצב טיפוסי דנדריט גוף התא תלולית האקסון אקסון (סיב עצבי) גרעין התא מרווח ראנוויה מחבר אקסון תא שוואן מעטפת מיאלין

ניתן לחלק את תא העצב לשלושה חלקים עיקריים: דנדריטים (קולטנים), גוף התא ואקסון.

דנדריט

הדנדריטים הם שלוחות קצרות, באורך של הרבה פחות ממילימטר במוח האדם, הקולטות מידע כימי משלוחות היוצאות מאקסונים של תאי עצב אחרים, ממירות את המידע לאות חשמלי אנלוגי מדורג ודועך למשך כמה מאיות שנייה, ומוליכות אותו לגוף התא. מקור השם במילה היוונית dendros, שפירושה עץ, שניתן להם בשל צורתם; שלוחות המתפצלות לעוד ועוד סעיפים וסעיפי משנה ונראות כעץ.

גוף תא עצב

מכיל את הגרעין שבו המידע הגנטי של התא ואת מערכות התא שמאפשרות תפקוד תקין, הוא קולט מידע חשמלי מהדנדריטים, שיכולים לשנות את הפוטנציאל החשמלי של גוף התא, ממתח המנוחה שלו שעומד על 70 מיליוולט למתח סף של כ-40 מיליוולט, ואז לשלוח פרץ של אות חשמלי לעבר האקסון של התא (מתח זה נקרא דחף עצבי או פונטציאל פעולה וגובהו 30+ מיליוולט). שינוי המתח בדנדריטים נעשה באמצעות מעבר יונים (בעיקר כלור, סידן, נתרן, אשלגן) בתעלות קרומית התא.

אקסון

השם נגזר מהמילה היוונית axis (ציר) ו-cylind (גליל).

מבנה האקסון

האקסון הוא סיב עצב, במוח באורך של סנטימטרים אחדים, ומהווה שלוחה ארוכה של תאי העצב, שעשוי בצורה של מפרקים. חלקו המרכזי הוא גליל הציר, שמכיל מספר רב של סיבים עדינים, (באדם הוא יכול להגיע עד אורך של מטר, ובג'ירפה יכול להגיע למספר מטרים), שיכולים להיות עטופים, באופן לא רציף במעטפת של מיאלין(שהיא רקמה שומנית לבנה העוטפת סיבי עצב וגורמת לזירוז הולכת המידע) , בהתאם לאיבר שבו הם מצויים. על מעטפת זו יכולים להימצא תאי שוואן (במערכת העצבים הפריפרית) או תאי גליה שונים (תאי תמך, שעוזרים להחזיק את האקסון במקומו). מהירות העברת המידע גדלה בהרבה כאשר מדובר באקסונים בעלי מעטפת מיאלינית, וגדלה עוד יותר כאשר האקסון עבה.

לשם השוואה:

אקסון עם מעטפת מילאנית בקוטר 20 מיקרון - 100m/sec.

אקסון עם מעטפת מילאנית בקוטר 3 מיקרון - 48m/sec.

אקסון ללא מעטפת מילאנית - 2m/sec.

בקצהו של האקסון הוא מתפצל לענפים רבים, הקרויים טרמינלים, כאשר בקציהם יש כפתורים סופיים, שהם נקודות החיבור לתאי עצב אחרים.

תפקיד הסיב העצבי

תפקידו של הסיב העצבי (האקסון) להוליך דחפים עצביים למרחק ניכר מגוף התא. קצה הסיב מסתעף לעשרות עד מאות שלוחות המשמשות כמעבר הקדם-סינפטי של סינפסות כימיות עם תאי עצב שכנים. שלפוחיות סינפטיות אוגרות מולקולות מוליכים עצביים בקרבת קרום התא. הגעת דחף עצבי לקצה האקסון מביאה לפתיחת תעלות סידן ממותגות-מתח, המאפשרות ליוני סידן לחדור אל תוך התא. העלייה בריכוז הסידן התוך-תאי מביאה להפעלת מגוון חלבונים ייעודיים המובילים את השלפוחיות הסינפטיות אל קרום התא, שם הן משחררות את תכולתן. המוליכים העצביים נפלטים באופן זה אל המרווח הבין תאי - "הסינפסה". המוליך העצבי עובר בדיפוזיה אל עבר התא או התאים הבתר-סינפטיים שם הוא יכול לגרום לשינויים שונים בהתאם למוביל הספציפי ולקולטנים המצוים בתא הבתר-סינפטי. לדוגמה, המוליכים עצביים גלוטמאט (אשר הינו המוביל העצבי המעורר הנפוץ ביותר במערכת העצבים המרכזית בבעלי חוליות) יכול להיקשר לקולטן אינוטרופי ולגרום לפונטציאל בתר סינפטי מעורר. ההיפותזה השלטת כיום היא כי שמירה ואפנון של מידע במערכת העצבים מתבצע על ידי שינוי בכמות המוליכים העצביים ואופי ו/או כמות הקולטנים הבתר-סינפטיים.

סוגי תאי עצב

על פי חלוקה תפקודית ניתן לחלק תאי עצב לשלושה סוגים עיקריים:

• תא עצב תחושתי: מגלה שינויים בסביבה החיצונית או הפנימית ומשגר למערכת העצבים המרכזית מידע על שינויים אלו.
  • תא עצב חד קוטבי: סוג של תא עצב תחושתי שבו האקסון מתפצל לשניים במרחק לא רב מהתא. הצד הראשון מקושר למערכת העצבים המרכזית והשני למערכת העצבים ההיקפית.
• תא עצב תנועתי: מעביר אינפורמציה ממערכת העצבים המרכזית לשרירים שמפעילים את הגוף ולאיברים הפנימיים. מצוי במערכת העצבים המרכזית ואחראי על התכוצות של שריר או הפרשה מבלוטה.
• תא עצב מקשר: תא עצב המצוי בתוך תחומי מערכת העצבים המרכזית. מעגלים של תאי עצב מקשרים במוח לדוגמה, אחראים על פעילויות כמו תפיסה, למידה, זיכרון והתנהגויות מורכבות נוספות.

ניתן לחלק את תאי העצב לפי צורת הדנדריטים והאקסונים:

• אוניפולר (Unipolar) - רק אקסון אחד, ללא דנדריטים. מצוי בעיקר בעוברים.
• ביפולר (Bipolar) – לו שלוחה אחת של דנדריט ושלוחה אחת של אקסון,אשר מתפצלים לכיוונים שונים. נמצא לדוגמה ברשתית.
• פסאודו אוניפולר (Pseudounipolar) – סוג של תא עצב ובו אין דנדריט קלאסי, אלא שמגוף התא יוצא תא עצב אחד שמתפצל כך שלאחר הפיצול שלוחה אחת משמשת כאקסון והשנייה כדנדריט, נפוץ בעיקר במערכת העצבים המרכזית.
• מולטיפולר (Multipolar) – בו דנדריטים רבים בצורת מניפה אך רק אקסון אחד, הסוג הנפוץ ביותר. לדוגמה נוכל לראות את תאי פורקינג'ה (Purkinje).
• תאי גולג'י מסוג 1 (Gologi cells I type) - מאופיינים באקסון ארוך.
• תאי גולג'י מסוג 2 (Gologi cells II type) - מאופיינים באקסון קצר.

ראו גם

• רשת עצבית
• מערכת העצבים
• מוח

קישורים חיצוניים

• פרופ' עידן שגב, עצבים מחשבים ולומדים – על עיבוד מידע בתאי העצב במוח מאמר בגלילאו, אתר סנונית
• תא עצב, באנציקלופדיה ynet
• סכמות של נוירון באתרים אחרים: [1], [2], [3]
• תא עצב באתר האוניברסיטה העברית בירושלים