תא עצב

תפקיד ומבנה

תפקידו של תא העצב הוא לקלוט, לעבד ולהעביר מידע באמצעות אותות אלקטרו-כימיים.
המבנה של תא העצב מותאם לתפקיד זה.
משום שישנם סוגים שונים של אותות המועברים בדרכים שונות, ניתן לראות הבדלים מסוימים בין המבנה של תאים שונים.
עם זאת, ישנם מאפיינים המשותפים לכל תאי העצב.
באופן כללי תא עצב אופייני מורכב מגוף התא ושלוחותיו. לשלוחות התא יש תפקיד מרכזי בהעברת המידע העצבי והן כוללות את האקסונים והדנדריטים. במרבית התאים בבעלי החוליות מתקבל הקלט בדנדריט, והפלט מועבר דרך האקסון על הסינפסות המחוברות אליו. הסינפסות אינן חלק מתא העצב עצמו. הן המרווח שבו האותות מועברים מהאקסון של תא העצב המשדר אל תא המטרה או המרווח שבו הם מתקבלים מתא אחר על ידי הדנדריט של תא העצב. תהליך זה נקרא הולכה סינפטית. כאמור, תאי העצב יכולים לתקשר עם מספר סוגים של תאים לצורך מטרות שונות. סוג הסינפסה ואופן פעולתה תלוי בתאים המחוברים ובתפקידם.
תאי העצב הם מערכת הניתנת לשפעול. כאשר נחצה סף פנימי מסוים תא העצב "יורה" ואז מאתחל את עצמו כהכנה לאירוע נוסף של חציית הסף.
תא עצב יכול להישאר במצב מנוחה במשך זמן רב. ניתן להפעיל אותו רק בעקבות גירוי מתאים. לצורך שפעול של תא עצב מסוים על הגירוי לגרום לשינויים במתח החשמלי של קרום התא, כך שיעבור את מתח המנוחה שלו.

סוגי תאי עצב

במערכת העצבים ישנם סוגים רבים של תאי עצב.
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.
ניתן לסווג את תאי העצב על פי קריטריונים שונים.

התפתחות תאי עצב

התפתחות של תאי העצב מושפעת משני גורמים עיקריים: התורשה והסביבה.
בניגוד לתאים אחרים בגוף, תאי עצב בוגרים אינם מתחלקים. בעבר מקובל היה לחשוב כי כל תאי העצב בגוף נוצרים במהלך ההתפתחות העוברית, וכי לא מתווספים תאים חדשים במהלך החיים. אולם, בהמשך התגלה כי במוח האדם, העכבר והחולדה הבוגרים ישנם אזורים ספציפיים בהם נוצרים תאי עצב חדשים מתאי גזע, בתהליך שנקרא נוירוגנזה.

תאי עצב בבעלי חיים שונים

התפקיד של תא העצב בהעברת מידע מושתת על אותם תהליכים אלקטרו-כימיים בכל מערכות החיים. ההבדל בין בעלי החיים הוא במספר תאי העצב, במספר הקשרים האפשריים ביניהם ובארגון התפקודי שלהם.
בהתאם לכך, במערכות העצבים בממלכת החי קיימת הטרוגניות גדולה בגודלם, בצורתם ובתפקידם של תאי העצב.
אצל יצורים רב-תאיים חסרי חוליות כמו המדוזה, תאי העצב מפוזרים כך שכל חלק בגופם יכול לקלוט גירויים ולהגיב עליהם באופן עצמאי.
לעומת זאת, אצל תולעים שטוחות תאי העצב אינם מפוזרים לאורך כל הגוף, אלא מרוכזים בצבירים המכונים גנגליונים.
ככל שעולה המורכבות של בעל החיים, כך מתגלה דחיקה של תאי העצב שלו לאזור הראש.
בבעלי החוליות, תאי עצב הם רכיבי המפתח של המוח, חוט השדרה ומערכת העצבים ההיקפית.

מחקר

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. השם "נוירון" הוצע על ידי הרופא הגרמני היינריך וילהלם ולדייר.

המודל של פיטס ומק'קאלוק

על פי המודל של וולטר פיטס (Walter Pitts) וורן סטרג'יס מק'קאלוק (Sturgis McCulloch), תא העצב מקבל מידע מתאים אחרים בצורת מטען חשמלי חיובי או שלילי וסוכם בצורה משוקללת את המטענים שהתקבלו. אם סך המטען עולה על סף מתח המנוחה של תא המטרה הוא ישלח מטען חשמלי משלו. בעת שליחה הלאה של המטען החשמלי, מתבצע שינוי שיכול להתבטא בהרכב הכימי, במספר וסוג ורגישות הרצפטורים, בקשרים של תא העצב עם תאי עצב שכנים ועוד.