Как действа човешкият мозък?

Мозъкът функционира като структурна и функционална единица, състояща се главно от два типа клетки: неврони и глиални клетки. Смята се, че има около 100 милиарда неврони в цялата човешка нервна система и около 1000 милиарда глиални клетки (има 10 пъти повече глиални клетки от неврони)..

Невроните са високо специализирани и техните функции са да получават, обработват и предават информация чрез различни схеми и системи. Процесът на предаване на информацията се извършва чрез синапси, които могат да бъдат електрически или химически.

Глиалните клетки, от друга страна, са отговорни за регулирането на вътрешната среда на мозъка и улесняват процеса на невронална комуникация. Тези клетки са разположени по цялата форма на нервната система, ако са структурирани и участват в процесите на развитие и формиране на мозъка.

По-рано се смяташе, че глиалните клетки формират само структурата на нервната система, затова известният мит, че използваме само 10% от нашия мозък. Но днес знаем, че той изпълнява много по-сложни функции, например, са свързани с регулирането на имунната система и процесите на клетъчна пластичност след претърпяване на нараняване..

Освен това те са от съществено значение за правилното функциониране на невроните, тъй като те улесняват невроналната комуникация и играят важна роля в транспортирането на хранителни вещества до неврони..

Както можете да предположите, човешкият мозък е впечатляващо сложен. Смята се, че един възрастен човешки мозък съдържа между 100 и 500 трилиона връзки и нашата галактика има около 100 трилиона звезди, така че може да се заключи, че човешкият мозък е много по-сложен от галактиката (García, Núñez, Santín, Redolar, & Valero, 2014).

Комуникация между неврони: синапси

Функцията на мозъка включва предаване на информация между невроните, това предаване се извършва чрез повече или по-малко сложна процедура, наречена синапс.

Синапсите могат да бъдат електрически или химически. Електрическите синапси се състоят в двупосочно предаване на електрически ток между два неврона директно, докато в химичните синапси липсват посредници, наречени невротрансмитери..

По принцип, когато неврон комуникира с друг неврон, за да го активира или инхибира, крайните ефекти, наблюдавани в поведението или в някой физиологичен процес, са резултат от възбуждане и инхибиране на няколко неврони по невронна верига..

Електрически синапси

Електрическите синапси са много по-бързи и по-прости от химическите. Обяснени по прост начин, те се състоят в предаване на деполяризиращи токове между два неврона, които са доста близки, почти слепени. Този тип синапс обикновено не води до дългосрочни промени в постсинаптичните неврони.

Тези синапси се срещат в неврони, които имат тясна връзка, в която мембраните са почти докоснати, разделени от няколко 2-4 nm. Пространството между невроните е толкова малко, защото техните неврони трябва да бъдат свързани с канали, образувани от протеини, наречени конксиксини.

Каналите, образувани от съединителите, позволяват вътрешността на двата неврона да бъде в комуникация. Чрез тези пори могат да преминават малки молекули (по-малко от 1 kDa), така че химичните синапси са свързани с метаболитни комуникационни процеси, в допълнение към електрическата комуникация, чрез обмен на вторични посланици, които се срещат в синапса, като инозитолтрифосфат ( IP₃) или цикличен аденозин монофосфат (сАМР).

Електрическите синапси обикновено се правят между неврони от същия тип, но електрически синапси могат да се наблюдават и между неврони от различен тип или дори между неврони и астроцити (вид глиални клетки)..

Електрическите синапси позволяват на невроните да общуват по бърз начин и да свързват много неврони синхронно. Благодарение на тези свойства сме в състояние да изпълняваме сложни процеси, които изискват бързо предаване на информация, като сензорни, моторни и когнитивни процеси (внимание, памет, учене ...).

Химични синапси

Химични синапси възникват между съседни неврони, в които е свързан пресинаптичен елемент, обикновено аксонов терминал, който излъчва сигнала, и постсинаптичен, който обикновено се намира в сома или дендрити, който получава сигнала. сигнал.

Тези неврони не са залепени, между тях има пространство от 20nm, наречено синаптична цепка.

Съществуват различни видове химични синапси в зависимост от техните морфологични характеристики. Според Грей (1959) химичните синапси могат да бъдат разделени на две групи.

• Химични синапси от тип I (Асиметрична). В тези синапси пресинаптичният компонент се формира от аксонови терминали, съдържащи закръглени везикули, а постсинаптиката се намира в дендритите и има висока плътност на постсинаптичните рецептори..
• Химични синапси от тип II (Симетрична). В тези синапси пресинаптичният компонент се формира от аксонови терминали, съдържащи овални везикули и постсинаптичният може да бъде открит както в сомата, така и в дендритите и има по-ниска плътност на постсинаптичните рецептори, отколкото при синапсите от тип I. Други различия тип синапс в сравнение с тип I е, че синаптичната му цепка е по-тясна (около 12nm).

Типът на синапса зависи от включените в него невротрансмитери, така че възбуждащите невротрансмитери, като глутамат, участват в синапси тип I, докато инхибиторите, като GABA, биха участвали в синапси от тип II..

Въпреки че това не се случва в нервната система, в някои области като гръбначния мозък, субстанцията нигра, базалните ганглии и коликулите, има ГАМК-ергични синапси със структура от тип I.

Друг начин за класифициране на синапсите е според пресинаптичните и постсинаптичните компоненти, които ги образуват. Например, ако и двата пресинаптични компонента са аксон, а постсинаптичният дендрит се нарича аксодентричен синапс, по този начин можем да намерим аксоаксонични, аксосоматични, дендроаксонови, дендродентрични синапси ...

Типът синапс, който се среща най-често в централната нервна система, са тип I (асиметрични) аксоспинови синапси. Смята се, че между 75-95% от синапсите на мозъчната кора са тип I, докато само между 5 и 25% са тип II синапси.

Химичните синапси могат да бъдат обобщени просто както следва:

1. Потенциал за действие достига до терминала на аксона, той отваря калциевите йонни канали (Са²⁺) и поток от йони се освобождава в синаптичната цепнатина.
2. Потокът от йони предизвиква процес, при който везикулите, пълни с невротрансмитери, се свързват с постсинаптичната мембрана и отварят порите, през които цялото му съдържание се освобождава в синаптичната цепка..
3. Освободените невротрансмитери се свързват със специфичния постсинаптичен рецептор за този невротрансмитер.
4. Свързването на невротрансмитера с постсинаптичния неврон регулира функциите на постсинаптичния неврон..

Невротрансмитери и невромодулатори

Концепцията на невротрансмитерите включва всички вещества, които се освобождават в химическия синапс и които позволяват невронална комуникация. Невротрансмитерите отговарят на следните критерии:

• Те се синтезират в невроните и се намират в терминалите на аксоните.
• Когато се освободи достатъчно количество невротрансмитер, той оказва въздействие върху съседните неврони.
• Когато приключат, те се елиминират чрез механизми на разграждане, инактивиране или повторно улавяне.

Невромодулаторите са вещества, които допълват действията на невротрансмитерите чрез увеличаване или намаляване на техния ефект. Те правят това, като свързват специфични места в постсинаптичния рецептор.

Има много видове невротрансмитери, най-важните от които са:

• Аминокиселини, които могат да бъдат възбуждащи, като глутамат или инхибитори, такива като у-аминобутирова киселина, по-известна като GABA.
• ацетилхолин.
• Катехоламиди, като допамин или норадреналин
• Индоламини, като серотонин.
• невропептиди.

препратки

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). Неврони и невронна комуникация. В D. Redolar, Когнитивна невронаука (стр. 27-66). Мадрид: Панамерикана Медицина.
2. Gary, E. (1959). Аксо-соматичен и аксо-дендритен синапсис на мозъчната кора: изследване с електронен микроскоп. J.Anat, 93, 420-433.
3. Стажанти, H. (s.f.). Как действа мозъкът? Общи принципи. Възстановен на 1 юли 2016 г. от Science for All.