Kaip veikia žmogaus smegenys?



Smegenys veikia kaip struktūrinis ir funkcinis vienetas, kurį sudaro daugiausia dviejų tipų ląstelės: neuronai ir gliuzinės ląstelės. Apskaičiuota, kad visame žmogaus nervų sistemoje yra apie 100 mlrd. Neuronų ir apie 1 000 mlrd..

Neuronai yra labai specializuoti ir jų funkcijos yra gauti, apdoroti ir perduoti informaciją per įvairias grandines ir sistemas. Informacijos perdavimo procesas vyksta per sinapses, kurios gali būti elektrinės ar cheminės.

Kita vertus, gliuzinės ląstelės yra atsakingos už smegenų vidinės aplinkos reguliavimą ir palengvina neuronų komunikacijos procesą. Šios ląstelės yra išdėstytos per nervų sistemą, jei jos yra struktūrizuotos ir dalyvauja smegenų vystymosi ir formavimo procesuose.

Anksčiau buvo manoma, kad gliuzinės ląstelės sudarė tik nervų sistemos struktūrą, taigi ir garsų mitą, kad mes naudojame tik 10% mūsų smegenų. Tačiau šiandien žinome, kad jis atlieka daug sudėtingesnes funkcijas, pavyzdžiui, yra susijęs su imuninės sistemos reguliavimu ir ląstelių plastiškumo procesais po sužalojimo.

Be to, jie yra būtini, kad neuronai tinkamai veiktų, nes jie palengvina neuronų ryšį ir vaidina svarbų vaidmenį transportuojant maistines medžiagas į neuronus..

Kaip galite atspėti, žmogaus smegenys yra įspūdingai sudėtingos. Manoma, kad suaugusiųjų žmogaus smegenys turi nuo 100 iki 500 trilijonų jungčių, o mūsų galaktikoje yra apie 100 trilijonų žvaigždžių, todėl galima daryti išvadą, kad žmogaus smegenys yra daug sudėtingesnės nei galaktika (García, Núñez, Santín, Redolar, & Valero, 2014).

Ryšys tarp neuronų: sinapsės

Smegenų funkcija apima informacijos perdavimą tarp neuronų, šis perdavimas atliekamas naudojant daugiau ar mažiau sudėtingą procedūrą, vadinamą sinapse.

Sinapsijos gali būti elektrinės arba cheminės. Elektros sinapsijos yra dviejų krypčių elektros srovės perdavimas tarp dviejų neuronų tiesiogiai, o cheminėse sinapse yra tarpininkų, vadinamų neurotransmiteriais..

Iš esmės, kai neuronas bendrauja su kitu neuronu, kad jį aktyvuotų ar slopintų, galutinis poveikis, pastebimas elgesyje arba kai kuriuose fiziologiniuose procesuose, yra keleto neuronų grandinės sužadinimo ir slopinimo rezultatas..

Elektrinės sinapsės

Elektros sinapsės yra daug greitesnės ir paprastesnės nei cheminės. Paprastai paaiškinta, kad jie yra depolarizuojančių srovių perdavimas tarp dviejų gana artimų neuronų, kurie yra beveik priklijuoti. Tokio tipo sinapse paprastai nesukelia ilgalaikių postinaptinių neuronų pokyčių.

Šios sinapsijos vyksta neuronuose, kuriuose yra glaudi sankryža, kurioje membranos yra beveik liestos, atskiriamos keliais 2-4mm. Tarpas tarp neuronų yra toks mažas, nes jų neuronai turi būti sujungti su kanalais, kuriuos sudaro baltymai, vadinami connexins.

Connexins sudaryti kanalai leidžia abiejų neuronų viduje palaikyti ryšį. Per šias poras gali praeiti nedidelės molekulės (mažiau nei 1 kDa), todėl cheminės sinapsės yra susijusios su medžiagų apykaitos procesais, be elektros ryšio, keičiantis antraisiais sinapse esančiais pasiuntiniais, tokiais kaip inositoltripfosfatas ( IP3) arba ciklinis adenozino monofosfatas (cAMP).

Elektros sinapsės paprastai atliekamos tarp to paties tipo neuronų, tačiau elektros skirtumai taip pat gali būti stebimi tarp skirtingų tipų neuronų arba net tarp neuronų ir astrocitų (gliuzinių ląstelių tipas)..

Elektros sinapsės leidžia neuronams greitai bendrauti ir sinchroniškai sujungti daug neuronų. Dėl šių savybių galime atlikti sudėtingus procesus, kuriems reikalingas greitas informacijos perdavimas, pvz., Jutimo, variklio ir pažinimo procesai (dėmesys, atmintis, mokymasis ...).

Cheminės sinapsės

Cheminiai sinapsijos atsiranda tarp gretimų neuronų, kuriuose yra prijungtas presinaptinis elementas, paprastai ašinis terminalas, kuris skleidžia signalą, ir postinaptinis, kuris paprastai randamas soma arba dendrituose, kuris gauna signalą. signalas.

Šie neuronai nėra įstrigę, tarp jų yra tarpas tarp 20nm, vadinamo sinaptiniu plyšiu.

Priklausomai nuo jų morfologinių savybių, yra įvairių rūšių cheminių sinapšų. Gray (1959) duomenimis, chemines sinapses galima suskirstyti į dvi grupes.

  • I tipo cheminės sinapsės (asimetrinė) Šių sinapsijų metu presinaptinį komponentą sudaro ašiniai terminalai, kuriuose yra apvalių pūslelių, o dendrituose randama postinaptinė, o posinaptinių receptorių tankis yra didelis..
  • II tipo cheminės sinapsės (simetriškas) Šių sinapsijų metu presinaptinį komponentą sudaro ovaliniai terminalai, kuriuose yra ovalinių pūslelių, o postsinaptinis - tiek soma, tiek dendrituose, o postsinaptinių receptorių tankis yra mažesnis nei I tipo sinapsėse. sinapsijos tipas, palyginti su I tipu, yra tai, kad jos sinaptinė griovelis yra siauresnis (apie 12 nm).

Sinapso tipas priklauso nuo jame dalyvaujančių neurotransmiterių, kad I tipo sinapse dalyvautų sužadinimo neurotransmiteriai, tokie kaip glutamatas, o II tipo sinapse dalyvautų inhibitoriai, tokie kaip GABA..

Nors tai ne visai nervų sistemai, kai kuriose srityse, tokiose kaip nugaros smegenys, pagrindinės giglos, bazinės ganglijos ir koliulės, yra GABA-ergic sinapso, turinčio I tipo struktūrą..

Kitas būdas klasifikuoti sinapses yra pagal juos sudarančius presinaptinius ir postinaptinius komponentus. Pavyzdžiui, jei abu presinaptiniai komponentai yra axonas, o postinaptinis - dendritas yra vadinamas axodendritine sinapse, tokiu būdu mes galime rasti axoaxonic, axosomatic, dendroaxonic, dendrodendritines sinapses ...

Dažniausiai centrinėje nervų sistemoje atsirandanti sinapso rūšis yra I tipo (asimetriškos) akospininės sinapsės. Apskaičiuota, kad tarp 75–95% smegenų žievės sinapsių yra I tipo, o tik 5–25% yra II tipo sinapsės..

Cheminės sinapsės gali būti apibendrintos taip:

  1. Veikimo potencialas pasiekia axono terminalą, atveria kalcio jonų kanalus (Ca2+) ir jonų srautas išsiskiria į sinaptinį plyšį.
  2. Jonų srautas sukelia procesą, kuriame neurotransmiterių pilnos pūslelės susilieja su postinaptine membrana ir atveria porą, per kurią visas jo turinys yra išleistas į sinaptinę šlaunį..
  3. Išleistas neurotransmiteriai jungiasi prie specifinio to neurotransmiterio postsinaptinio receptoriaus.
  4. Neurotransmiterio susiejimas su postsinaptiniu neuronu reguliuoja postinaptinio neurono funkcijas.

Neurotransmiteriai ir neuromoduliatoriai

Neurotransmiterio sąvoka apima visas chemines sinapse išskiriamas medžiagas, kurios leidžia susisiekti su neuronais. Neurotransmiteriai atitinka šiuos kriterijus:

  • Jie sintezuojami neuronuose ir yra axonų terminaluose.
  • Kai išleidžiamas pakankamas neurotransmiterio kiekis, jis daro poveikį kaimyniniams neuronams.
  • Kai jie baigia savo užduotį, jie pašalinami degradacijos, inaktyvacijos arba susigrąžinimo mechanizmais.

Neuromoduliatoriai yra medžiagos, papildančios neurotransmiterių veiklą, padidindamos arba mažindamos jų poveikį. Jie tai daro prisijungdami prie konkrečių postinaptinio receptoriaus vietų.

Yra daug neurotransmiterių tipų, svarbiausi yra:

  • Aminorūgštys, kurios gali būti sužadinančios, pvz., Glutamatas, arba inhibitoriai, tokie kaip γ-aminovo rūgštis, geriau žinomi kaip GABA.
  • Acetilcholinas.
  • Katecholamidai, tokie kaip dopaminas arba noradrenalinas
  • Indolaminai, tokie kaip serotoninas.
  • Neuropeptidai.

Nuorodos

  1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). Neuronai ir nervų komunikacija. D. Redolar, Pažinimo neurologija (p. 27-66). Madridas: „Panamericana Medical“.
  2. Gary, E. (1959). Smegenų žievės Axo-Somatinė ir axo-dendritinė sinapsė: elektronų mikroskopo tyrimas. J.Anat, 93, 420-433.
  3. Interns, H. (s.f.). Kaip veikia smegenys? Bendrieji principai. Gauta 2016 m. Liepos 1 d. Iš Science for All.