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 невроните).

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 осъществява 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 тя изпълнява много по-сложни функции, например, са свързани с регулирането на имунната система и процесите на клетъчна пластичност след претърпяване на нараняване.

В допълнение, те са от съществено значение за невроните да функционират правилно, тъй като те улесняват невроналната комуникация и играят важна роля в транспорта на хранителни вещества към невроните.

Както можете да предположите, човешкият мозък е впечатляващо сложен. Смята се, че един човешки мозък на възрастни 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 синапси.

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 протежение на невронална 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 плътно съединение, в което мембраните са почти докоснати, разделени от няколко 2-4 nm. Пространството между невроните е толкова малко, защото техните неврони трябва да се съединяват от канали, образувани от протеини, наречени консексини.

Каналите, образувани от коннексините, 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 ние 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 прикрепени, 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 (асиметрични). В тези синапси пресинаптичният компонент се формира от аксонови терминали, съдържащи закръглени везикули и постсинаптичният се намира в дендритите и има висока плътност на постсинаптичните рецептори.
  • Химични синапси от тип II (симетрични). 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 разлики в това Типът на синапсите по отношение на тези от тип I е, че синаптичната му цепка е по-тясна (около 12 nm).

Видът на синапса зависи от включените в него невротрансмитери, така че възбуждащите невротрансмитери, като глутамат, участват в синапси тип I, докато при тип II синапсите инхибитори на невротрансмитери, като GABA, ще действат.

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

Друг начин за класифициране на синапсите е според пресинаптичните и постсинаптичните компоненти, които ги образуват. Например, ако и пресинаптичният компонент е 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. Изчислено е, 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 с постсинаптичния рецептор, специфичен 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 присъстват 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 поглъщане.

Невромодулаторите са вещества, които допълват действията на невротрансмитерите чрез увеличаване или намаляване на техния ефект. Те правят това, като се присъединяват към определени места в постсинаптичния приемник.

Има много видове невротрансмитери, като най-важните са:

  • Аминокиселини, които могат да бъдат възбудителни, такива като глутамат или инхибитори, такива като у-аминомаслена киселина, по-известна като GABA.
  • Ацетилхолин.
  • Катехоламиди, като допамин или норадреналин
  • Индоламини, като серотонин.
  • Невропептиди.