Како функционише људски мозак?



Мозак функционише као структурна и функционална јединица која се састоји углавном од два типа ћелија: неурона и глијалних ћелија. Процењује се да има око 100 милијарди неурона у целом људском нервном систему и око 1.000 милијарди глијалних ћелија (има 10 пута више глијалних ћелија од неурона).

Неурони су високо специјализовани и њихове функције су да примају, обрађују и преносе информације путем различитих кола и система. Процес преношења информација врши се кроз синапсе, које могу бити електричне или хемијске.

Глијалне ћелије су, с друге стране, одговорне за регулисање унутрашњег окружења мозга и олакшавају процес неуронске комуникације. Ове ћелије су распоређене кроз формирање нервног система ако су структуиране и укључене у процесе развоја и формирања мозга.

Некада се сматрало да глијалне ћелије само формирају структуру нервног система, стога је познати мит да користимо само 10% нашег мозга. Али данас знамо да он испуњава много сложеније функције, на пример, везане су за регулацију имунолошког система и процесе пластичне ћелије након повреде..

Поред тога, они су неопходни за правилно функционисање неурона, јер олакшавају комуникацију неурона и играју важну улогу у транспорту хранљивих материја у неуроне.

Као што можете претпоставити, људски мозак је импресивно сложен. Процењује се да одрасли људски мозак садржи између 100 и 500 трилиона веза, а наша галаксија има око 100 трилиона звезда, тако да се може закључити да је људски мозак много сложенији од галаксије (Гарциа, Нунез, Сантин, Редолар, & Валеро, 2014).

Комуникација између неурона: синапси

Функција мозга подразумева пренос информација између неурона, ова трансмисија се обавља кроз мање или више сложену процедуру названу синапса.

Синапсе могу бити електричне или хемијске. Електрични синапси се састоје у двосмерном преносу електричне струје између два неурона директно, док у хемијским синапама постоји недостатак посредника који се називају неуротрансмитери..

У основи, када неурон комуницира са другим неуроном да би га активирао или инхибирао, коначни ефекти који се могу приметити у понашању или у неком физиолошком процесу су резултат ексцитације и инхибиције неколико неурона дуж неуронског круга..

Елецтриц синапсес

Електрични синапси су много бржи и једноставнији од хемијских. Објашњени на једноставан начин, они се састоје у преносу деполаризирајућих струја између два неурона који су прилично блиски, скоро залијепљени. Овај тип синапсе обично не производи дугорочне промене у постсинаптичким неуронима.

Ови синапси се јављају у неуронима који имају чврсто спајање, у којем су мембране скоро додирнуте, раздвојене са неколико 2-4 нм. Простор између неурона је толико мали јер се њихови неурони морају спојити каналима које формирају протеини названи конексини.

Канали које формирају конексини омогућавају да унутрашњост оба неурона буде у комуникацији. Кроз ове поре могу проћи мали молекули (мање од 1кДа) тако да су хемијски синапси повезани са процесима метаболичке комуникације, поред електричне комуникације, кроз размену секундарних гласника који се појављују у синапси, као што је иноситолтрифосфат ( ИП3) или циклични аденозин монофосфат (цАМП).

Електрични синапси се обично праве између неурона истог типа, међутим, електрични синапси се такође могу посматрати између неурона различитих типова или чак између неурона и астроцита (тип глијалних ћелија).

Електрични синапси омогућавају неуронима да комуницирају на брз начин и да синхроно повежу многе неуроне. Захваљујући овим својствима у могућности смо да извршимо сложене процесе који захтевају брз пренос информација, као што су сензорни, моторички и когнитивни процеси (пажња, памћење, учење ...).

Цхемицал синапсес

Хемијски синапси се јављају између суседних неурона у којима је повезан пресинаптички елемент, обично аксонског терминала, који емитује сигнал, и постсинаптичког, који се обично налази у сомама или дендритима, који прима сигнал. сигнал.

Ови неурони нису заглављени, постоји простор између њих 20нм који се зове синаптички расцеп.

Постоје различите врсте хемијских синапси у зависности од њихових морфолошких карактеристика. Према Граиу (1959), хемијске синапсе могу се поделити у две групе.

  • Тип И хемијски синапси (асиметрично) У овим синапси пресинаптичка компонента се формира помоћу аксоналних терминала који садрже заобљене везикуле и постснаптички се налази у дендритима и постоји велика густина постсинаптичких рецептора..
  • Тип ИИ хемијски синапси (симетрично) У овим синапси пресинаптичка компонента је формирана од стране аксоналних терминала који садрже овалне везикуле, а постсинаптички се може наћи иу соми иу дендритима и постоји мања густина постсинаптичких рецептора него код синапси типа И. Друге разлике у овој тип синапсе у односу на тип И је да је његова синаптичка пукотина ужа (око 12нм).

Тип синапсе зависи од неуротрансмитера који су укључени у њега, тако да су ексцитаторни неуротрансмитери, као што је глутамат, укључени у синапсе типа И, док би инхибитори, као што је ГАБА, били укључени у синапсе типа ИИ..

Иако се то не дешава у нервном систему, у неким областима као што су кичмена мождина, супстанце нигра, базални ганглији и коликули, постоје ГАБА-ергички синапси са структуром типа И.

Други начин класификовања синапси је према пресинаптичким и постсинаптичким компонентама које их формирају. На пример, ако је и пресинаптичка компонента аксон, а постсинаптички дендрит се зове аксодендритични синапси, на овај начин можемо наћи аксоаксонске, аксосоматске, дендроаксонске, дендродендритичне синапсе ...

Тип синапсе која се најчешће јавља у централном нервном систему су тип И (асиметрични) аксоспинозни синапси. Процењује се да је између 75-95% синапси мождане коре типа И, док је само између 5 и 25% синапси типа ИИ..

Хемијске синапсе могу се једноставно сажети на следећи начин:

  1. Акциони потенцијал допире до аксонског терминала, отвара калцијеве јонске канале (Ца2+) и ток јона се ослобађа у синаптички расцеп.
  2. Проток јона покреће процес у коме се везикуле, пуне неуротрансмитера, вежу за постсинаптичку мембрану и отварају поре кроз које се сав њен садржај ослобађа у синаптички расцеп..
  3. Ослобођени неуротрансмитери се везују за специфични постсинаптички рецептор за тај неуротрансмитер.
  4. Везивање неуротрансмитера за постсинаптички неурон регулише функције постсинаптичког неурона.

Неуротрансмитери и неуромодулатори

Концепт неуротрансмитера укључује све супстанце које се ослобађају у хемијској синапси и које омогућавају неуронску комуникацију. Неуротрансмитери испуњавају следеће критеријуме:

  • Синтетизирају се унутар неурона и присутни су у терминалима аксона.
  • Када се ослободи довољна количина неуротрансмитера, он делује на суседне неуроне.
  • Када заврше свој задатак, елиминишу се механизмима деградације, инактивације или поновног хватања.

Неуромодулатори су супстанце које допуњују деловање неуротрансмитера повећавајући или смањујући њихов ефекат. Они то чине спајањем специфичних места унутар постсинаптичког рецептора.

Постоје бројни типови неуротрансмитера, од којих су најважнији:

  • Аминокиселине, које могу бити ексцитаторне, као што су глутамат, или инхибитори, као што је γ-аминобутирна киселина, боље позната као ГАБА.
  • Ацетилхолин.
  • Катехоламиди, као што је допамин или норадреналин
  • Индоламини, као што је серотонин.
  • Неуропептидес.

Референце

  1. Гарциа, Р., Нунез, Сантин, Л., Редолар, Д., & Валеро, А. (2014). Неурони и неуронска комуникација. У Д. Редолар, Цогнитиве Неуросциенце (стр. 27-66). Мадрид: Панамерицана Медицина.
  2. Гари, Е. (1959). Аксо-соматска и аксо-дендритична синапса мождане коре: студија електронског микроскопа. Ј.Анат, 93, 420-433.
  3. Приправници, Х. (с.ф.). Како функционише мозак? Општи принципи. Преузето 1. јула 2016. из Сциенце фор Алл.