Як працює нейрон

Нервова клітина має тіло, зване перикарионом, і відростки: аксон і дендрити, аксон тільки один, а дендритів може бути від одного до багатьох. По аксону нервовий імпульс йде від тіла, а за дендрита – до тіла нейрона.

У цитоплазмі нейрона добре розвинена мережа цитоскелетных структур, при фарбуванні солями срібла вони виглядають у вигляді ниток і тому отримали назву нейрофибрилл. Нервові клітини мають властивість генерувати і передавати нервові імпульси (потенціали дії). В нейронах синтезуються нейромедіатори (один або кілька), за допомогою яких відбувається передача нервового імпульсу з нейрона на інший нейрон або клітку.

У людському мозку налічується близько мільярда нейронів. Біологічно нейрон являє собою спеціалізовану клітку, адаптировавшуюся для передачі керуючих імпульсів (не тільки електричних). У складі типового нейрона зазвичай виділяють: дендрити – численні короткі відростки, через які в нейрон надходить вхідна інформація; аксон – як правило, один довгий відросток (від 0,1 мм до 1 метра), через який нейрон видає вихідну інформацію; синапси, або синаптичні закінчення – ділянки «стикування» дендритів і аксонів, які безпосередньо забезпечують передачу нервових сигналів від клітини до клітини.

Розглянемо процес передачі сигналу нервової клітиною. Нейрон генерує електричні імпульси, які проходять по аксону і збуджують його синапси. Параметри таких імпульсів єдині для всіх типів нейронів – тривалість одиничного «тіку» 1мс, амплітуда 100мВ, мінімальна пауза між імпульсами порядку 4мс (можна сказати, що наша біологічна нейромережа працює на частоті в 200Гц). Отримавши імпульс, синапси аксона починають виділяти в навколишнє середовище спеціальні молекули – нейротрансмітери. Потрапляючи на синапси дендритів, ці нейротрансмітери (усього їх близько 30 різновидів) можуть надавати на них як збудливий, так і гальмівну дію. Таким чином, одиночний імпульс, який пройшов по аксону, це далеко не один біт інформації, як воліли вважати розробники перших моделей нейронних мереж. Нейрон сам по собі є досить складним пристроєм (фактично, це цілий іонний мікрокомп’ютер розміром з клітку).