КАК РАБОТИ ЧОВЕШКИЯТ МОЗЪК? - НЕВРОПСИХОЛОГИЯ - 2025

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

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

От друга страна, глиалните клетки са отговорни за регулирането на вътрешната среда на мозъка и улесняването на процеса на невронна комуникация. Тези клетки се намират в цялата нервна система, образувайки нейната структура и участват в процесите на развитие и формиране на мозъка.

В миналото се смяташе, че глиалните клетки образуват само структурата на нервната система, оттук и известният мит, че използваме само 10% от мозъка си. Но днес знаем, че той изпълнява много по-сложни функции, например, те са свързани с регулирането на имунната система и процесите на клетъчната пластичност след претърпяване на нараняване.

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

Както можете да се досетите, човешкият мозък е впечатляващо сложен. Изчислено е, че мозъкът на възрастен човек съдържа между 100 и 500 трилиона връзки, а нашата галактика има около 100 милиарда звезди, така че може да се заключи, че човешкият мозък е много по-сложен от галактика.

Как се предава информация в мозъка?

Мозъчната функция се състои в предаването на информация между невроните, това предаване се осъществява чрез повече или по-малко сложна процедура, наречена синапси.

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

В крайна сметка, когато един неврон комуникира с друг, той го прави, за да го активира или инхибира, окончателните наблюдателни ефекти върху поведението или върху някакъв физиологичен процес са резултат от възбуждане и инхибиране на няколко неврона в невроналната верига.

Електрически синапси

Електрическите синапси са значително по-бързи и лесни 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 произвежда дългосрочни промени в постсинаптичните неврони.

Тези синапси се срещат в неврони, които имат плътно съединение, при което мембраните почти докосват, разделени от оскъдни 2-4 nm. Пространството между невроните е толкова малко, защото техните неврони трябва да се съединят чрез канали, изградени от протеини, наречени коннексини.

Каналите, образувани от конексините, позволяват вътрешността на двата неврона да комуникира. Малки молекули (по-малко от 1kDa) могат да преминават през тези пори, така че химичните синапси са свързани с процеси на метаболитна комуникация, в допълнение към електрическата комуникация, чрез обмен на втори пратеници, които се произвеждат в синапса, като инозитол трифосфат (IP ₃) или цикличен аденозин монофосфат (cAMP).

Електрическите синапси обикновено се правят между неврони от същия тип, но електрическите 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 комуникират бързо, а много неврони да се свързват синхронно. Благодарение на тези свойства ние сме в състояние да извършим сложни процеси, които изискват бързо предаване на информация, като сензорни, двигателни и когнитивни процеси (внимание, памет, учене…).

Химични синапси

Това изображение показва аксона, откъдето се освобождават невротрансмитерите към дендритните рецептори

Химичните синапси възникват между съседни неврони, в които се свързва пресинаптичен елемент, обикновено аксонален терминал, който излъчва сигнала, и постсинаптичен елемент, който обикновено се намира в сома или дендрити, който приема сигнала. сигнал.

Тези неврони не са прикрепени, има пространство между тях на един 20nm, наречен синаптичен цеп.

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

Химичните синапси могат да бъдат просто обобщени, както следва:

1. Потенциалът за действие достига аксоновия терминал, това отваря калциевите йонни канали (Са ²⁺) и поток от йони се отделя към синаптичната цепка.
2. Потокът от йони задейства процес, при който везикулите, пълни с невротрансмитери, се свързват към постсинаптичната мембрана и отварят пори, през които цялото им съдържание излиза към синаптичната цепнатина.
3. Освободените невротрансмитери се свързват с специфичния за този невротрансмитер постсинаптичен рецептор.
4. Свързването на невротрансмитера с постсинаптичния неврон регулира функциите на постсинаптичния неврон.

Видове химични синапси

Химични синапси тип I (асиметрични)

В тези синапси пресинаптичният компонент е съставен от аксонални терминали, които съдържат закръглени везикули, а постсинаптичният компонент се намира в дендритите и има висока плътност на постсинаптичните рецептори.

Типът на синапса зависи от включените невротрансмитери, така че възбудителните невротрансмитери, като глутамат, участват в синапси тип I, докато инхибиторните невротрансмитери, като GABA, действат в синапси тип II.

Въпреки че това не се случва в цялата нервна система, в някои области като гръбначния мозък, субстанция нигра, базални ганглии и коликули, има GABA-ергични синапси със структура I тип.

Синапси от химичен тип II (симетрични)

В тези синапси пресинаптичният компонент се формира от аксонални терминали, съдържащи овални везикули, а постсинаптичният компонент може да бъде открит както в сома, така и в дендритите и има по-ниска плътност на постсинаптичните рецептори, отколкото в синапсите тип I.

Други разлики на този тип синапс по отношение на тип I е, че синаптичната му цепка е по-тясна (приблизително около 12 nm).

Друг начин за класификация на синапсите е според пресинаптичните и постсинаптичните компоненти, които ги формират. Например, ако пресинаптичният компонент е аксон, а постсинаптичният компонент е дендрит, те се наричат ​​аксодендритни синапси. По този начин можем да открием аксоаксонични, аксосоматични, дендроаксонични, дендродендритни синапси…

Видът на синапса, който се среща най-често в централната нервна система, е аксоспинозни синапси тип I (асиметрични). Изчислено е, че между 75-95% от синапсите в мозъчната кора са тип I, докато само между 5 и 25% са синапси тип II.

Невротрансмитери и невромодулатори

Концепцията за невротрансмитер включва всички вещества, които се отделят при химичния синапс и позволяват комуникация между невроните. Невротрансмитерите отговарят на следните критерии:

• Те се синтезират в невроните и присъстват в аксонални терминали.
• Когато се освободи достатъчно количество невротрансмитер, той упражнява своите ефекти върху съседни неврони.
• Когато приключат със задачата си, те се елиминират чрез механизми за разграждане, инактивиране или повторно поемане.

Невромодулаторите са вещества, които допълват действията на невротрансмитерите, като увеличават или намаляват ефекта си. Те правят това чрез свързване към конкретни места в рамките на постсинаптичния рецептор.

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

• Аминокиселини, които могат да бъдат възбуждащи, като глутамат или инхибитори, като γ-аминомаслена киселина, по-известна като GABA.
• Ацетилхолин.
• Катехоламиди, като допамин или норепинефрин
• Индоламини, като серотонин.
• Невропептиди.

Препратки

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). Неврони и неврална комуникация. В D. Redolar, Cognitive Neuroscience (стр. 27-66). Мадрид: Panamerican Medical.
2. Гари, Е. (1959). Аксо-соматичен и аксо-дендритен синапсис на мозъчната кора: изследване с електронен микроскоп. J. Anat, 93, 420-433.
3. Pasantes, H. (nd). Как работи мозъкът? Основни принципи. Произведено на 1 юли 2016 г. от Science for all.