KĀ DARBOJAS CILVĒKA SMADZENES? - NEIROPSIHOLOĢIJA - 2025

Smadzenes darbojas kā strukturāla un funkcionāla vienība, kas sastāv galvenokārt no divu veidu šūnām: neironiem un glia šūnām. Tiek lēsts, ka visā cilvēka nervu sistēmā ir aptuveni 100 triljoni neironu un apmēram 1000 triljoni glia šūnu (tur ir 10 reizes vairāk glia šūnu nekā neironu).

Neironi ir ļoti specializēti, un to funkcijas ir uztvert, apstrādāt un pārsūtīt informāciju caur dažādām shēmām un sistēmām. Informācijas pārsūtīšanas process tiek veikts caur sinapsēm, kas var būt elektriskas vai ķīmiskas.

Glia šūnas, no otras puses, ir atbildīgas par smadzeņu iekšējās vides regulēšanu un neironu komunikācijas procesa atvieglošanu. Šīs šūnas ir atrodamas visā nervu sistēmā, veidojot tās struktūru, un ir iesaistītas smadzeņu attīstības un veidošanās procesos.

Agrāk tika uzskatīts, ka glia šūnas veido tikai nervu sistēmas struktūru, līdz ar to ir slavenais mīts, ka mēs smadzenēs izmantojam tikai 10%. Bet šodien mēs zinām, ka tas pilda daudz sarežģītākas funkcijas, piemēram, tie ir saistīti ar imūnsistēmas regulēšanu un šūnu plastiskuma procesiem pēc traumas ciešanas.

Turklāt tie ir nepieciešami neironu pareizai darbībai, jo tie atvieglo neironu saziņu un tiem ir liela nozīme barības vielu transportēšanā uz neironiem.

Kā jūs varat uzminēt, cilvēka smadzenes ir iespaidīgi sarežģītas. Tiek lēsts, ka pieauguša cilvēka smadzenēs ir no 100 līdz 500 triljoniem savienojumu un mūsu galaktikā ir aptuveni 100 miljardi zvaigžņu, tāpēc var secināt, ka cilvēka smadzenes ir daudz sarežģītākas nekā galaktika.

Kā smadzenēs tiek pārraidīta informācija?

Smadzeņu funkcija sastāv no informācijas pārsūtīšanas starp neironiem, šo pārraidi veic ar vairāk vai mazāk sarežģītu procedūru, ko sauc par sinapsēm.

Sinapses var būt elektriskas vai ķīmiskas. Elektriskās sinapses sastāv no divvirzienu elektriskās strāvas pārvades starp diviem neironiem tieši, savukārt ķīmiskajām sinapsēm nepieciešami starpnieki, kurus sauc par neirotransmiteriem.

Galu galā, kad viens neirons sazinās ar citu, tas tiek darīts, lai to aktivizētu vai kavētu, galīgā novērojamā ietekme uz uzvedību vai kādu fizioloģisko procesu ir vairāku neironu ierosmes un kavēšanas rezultāts visā neironu ķēdē.

Elektriskās sinapses

Elektriskās sinapses ir ievērojami ātrākas un vienkāršākas nekā ķīmiskās. Vienkāršā veidā izskaidroti, tie sastāv no depolarizējošo strāvu pārnešanas starp diviem neironiem, kas ir diezgan tuvu, gandrīz iestrēdzis kopā. Šis sinapses veids parasti nerada ilgtermiņa izmaiņas postsinaptiskajos neironos.

Šīs sinapses notiek neironos, kuriem ir saspringts krustojums, kurā membrānas gandrīz pieskaras, atdalot ar nelielu 2-4 nm. Atstatums starp neironiem ir tik mazs, jo viņu neironiem jāapvienojas caur kanāliem, kas veidoti no olbaltumvielām, kuras sauc par savienojumiem.

Kanāli, ko veido savienojumi, ļauj sazināties abu neironu iekšienē. Caur šīm porām var iziet mazas molekulas (mazāk nekā 1kDa), tāpēc ķīmiskās sinapses papildus elektriskajai komunikācijai ir saistītas arī ar metabolisma komunikācijas procesiem, apmainoties ar sinapsē ražotajiem otrajiem kurjeriem, piemēram, inozitola trifosfātu ( IP ₃ ) vai ciklisks adenozīna monofosfāts (cAMP).

Elektriskās sinapses parasti tiek veiktas starp viena veida neironiem, tomēr elektriskās sinapses var novērot arī starp dažāda veida neironiem vai pat starp neironiem un astrocītiem (glial šūnu tips).

Elektriskās sinapses ļauj neironiem ātri sazināties un daudziem neironiem sinhronā veidā savienoties. Pateicoties šīm īpašībām, mēs spējam veikt sarežģītus procesus, kuriem nepieciešama ātra informācijas pārsūtīšana, piemēram, maņu, motoriskos un izziņas procesus (uzmanība, atmiņa, mācīšanās …).

Ķīmiskās sinapses

Šis attēls parāda aksonu, no kura neirotransmiteri tiek atbrīvoti pret dendrīta receptoriem

Ķīmiskās sinapses notiek starp blakus esošajiem neironiem, kuros savieno presinaptisko elementu, parasti aksonu termināli, kas izstaro signālu, un postsinaptisko elementu, kas parasti atrodas somā vai dendritos, kas saņem signālu. signāls.

Šie neironi nav piestiprināti, starp tiem ir atstatums 20nm, ko sauc par sinaptisko plaisu.

Atkarībā no to morfoloģiskajām īpašībām ir dažādi ķīmisko sinapsu veidi. Pēc Greja (1959) domām, ķīmiskās sinapses var iedalīt divās grupās.

Ķīmiskās sinapses var vienkārši apkopot šādi:

1. Darbības potenciāls sasniedz aksona galu, tas atver kalcija jonu kanālus (Ca ²⁺ ) un uz sinaptisko plaisu tiek atbrīvota jonu plūsma.
2. Jonu plūsma ierosina procesu, kurā pūslīši, kas ir pilni ar neirotransmiteriem, saistās ar postsinaptisko membrānu un atver poras, caur kurām viss to saturs iziet sinaptiskās spraugas virzienā.
3. Atbrīvotie neirotransmiteri saistās ar postsinaptiskajiem receptoriem, kas raksturīgi šim neirotransmiteram.
4. Neirotransmitera saistīšanās ar postsinaptisko neironu regulē postsinaptiskā neirona funkcijas.

Ķīmisko sinapsu veidi

I tipa ķīmiskās sinapses (asimetriskas)

Šajās sinapsēs presinaptisko komponentu veido aksonu termināļi, kas satur noapaļotus pūslīšus, un postsinaptiskais komponents ir atrodams dendritos, un ir augsts postsinaptisko receptoru blīvums.

Sinapses veids ir atkarīgs no iesaistītajiem neirotransmiteriem, tāpēc ierosinošie neirotransmiteri, piemēram, glutamāts, ir iesaistīti I tipa sinapsēs, savukārt inhibējošie neirotransmiteri, piemēram, GABA, darbojas II tipa sinapsēs.

Lai gan tas nenotiek visā nervu sistēmā, dažās vietās, piemēram, muguras smadzenēs, jusa nigrā, bazālajās ganglijās un kolikulos, pastāv GABA-ergiskas sinapses ar I tipa struktūru.

II tipa ķīmiskās sinapses (simetriskas)

Šajās sinapsēs presinaptisko komponentu veido aksonu termināļi, kas satur ovālus pūslīšus, un postsinaptisko komponentu var atrast gan somā, gan dendritos, un postsinaptisko receptoru blīvums ir mazāks nekā I tipa sinapsēs.

Citas šāda veida sinapses atšķirības attiecībā pret I tipu ir tādas, ka tās sinaptiskā sprauga ir šaurāka (aptuveni aptuveni 12 nm).

Vēl viens sinapsu klasifikācijas veids ir saskaņā ar presinaptiskajiem un postsinaptiskajiem komponentiem, kas tos veido. Piemēram, ja presinaptiskais komponents ir aksons un postsinaptiskais komponents ir dendrīts, tos sauc par aksonodendrīta sinapsēm. Tādā veidā mēs varam atrast aksoksoniskās, aksosomatiskās, dendroaksoniskās, dendrodendritiskās sinapses …

Sinapses veids, kas visbiežāk rodas centrālajā nervu sistēmā, ir aksospinozās I tipa (asimetriskās) sinapses. Tiek lēsts, ka 75–95% no smadzeņu garozā esošajām sinapsēm ir I tipa, savukārt tikai no 5 līdz 25% ir II tipa sinapses.

Neirotransmiteri un neiromodulatori

Neirotransmitera jēdziens ietver visas vielas, kuras izdalās ķīmiskajā sinapsē un kuras ļauj sazināties neironos. Neirotransmiteri atbilst šādiem kritērijiem:

• Tie tiek sintezēti neironos un atrodas aksonu galos.
• Kad tiek atbrīvots pietiekams daudzums neirotransmitera, tas iedarbojas uz blakus esošajiem neironiem.
• Kad viņi ir pabeiguši savu uzdevumu, tie tiek iznīcināti, izmantojot degradācijas, inaktivācijas vai atpakaļsaistes mehānismus.

Neiromodulatori ir vielas, kas papildina neirotransmiteru darbību, palielinot vai samazinot to iedarbību. Viņi to dara, saistoties ar specifiskām vietām postsinaptiskajā receptorā.

Ir vairāki neirotransmiteru veidi, no kuriem svarīgākie ir:

• Aminoskābes, kas var būt uzbudinošas, piemēram, glutamāts, vai inhibitori, piemēram, γ-aminosviestskābe, labāk pazīstama kā GABA.
• Acetilholīns.
• Kateholamīdi, piemēram, dopamīns vai norepinefrīns
• Indolamines, piemēram, serotonīns.
• Neiropeptīdi.

Atsauces

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). Neironi un neironu komunikācija. D. Redolar, Kognitīvā neirozinātne (27.-66. Lpp.). Madride: Panamerican Medical.
2. Gerijs, E. (1959). Galvas smadzeņu garozas aksomatiskā un aksonendriskā sinapsis: elektronu mikroskopa pētījums. J. Anat, 93, 420-433.
3. Pasantes, H. (nd). Kā darbojas smadzenes? Visparīgie principi. Saņemts 2016. gada 1. jūlijā no zinātnes visiem.