KAIP VEIKIA ŽMOGAUS SMEGENYS? - NEUROPSICHOLOGIJA - 2025

Smegenys veikia kaip struktūrinis ir funkcinis vienetai, sudaryti daugiausia iš dviejų tipų ląstelių: neuronų ir gliaudinių ląstelių. Manoma, kad visoje žmogaus nervų sistemoje yra apie 100 trilijonų neuronų ir apie 1000 trilijonų gliaudinių ląstelių (yra 10 kartų daugiau gliaudinių ląstelių nei neuronų).

Neuronai yra labai specializuoti ir jų funkcijos yra priimti, apdoroti ir perduoti informaciją įvairiomis grandinėmis ir sistemomis. Informacijos perdavimo procesas vyksta per sinapses, kurios gali būti elektrinės arba cheminės.

Glijos ląstelės, savo ruožtu, yra atsakingos už smegenų vidaus aplinkos reguliavimą ir palengvina neuronų bendravimo procesą. Šios ląstelės randamos visoje nervų sistemoje, formuodamos jos struktūrą, ir yra susijusios su smegenų vystymosi ir formavimo procesais.

Anksčiau buvo manoma, kad glijos ląstelės formuoja tik nervų sistemos struktūrą, taigi garsusis mitas, kad mes naudojame tik 10% savo smegenų. Tačiau šiandien mes žinome, kad jis atlieka daug sudėtingesnes funkcijas, pavyzdžiui, yra susijęs su imuninės sistemos reguliavimu ir ląstelių plastiškumo procesais po traumos.

Be to, jie yra būtini norint tinkamai funkcionuoti neuronams, nes palengvina neuronų ryšį ir vaidina svarbų vaidmenį transportuojant maistines medžiagas į neuronus.

Kaip jūs galite atspėti, žmogaus smegenys yra įspūdingai sudėtingos. Manoma, kad suaugusio žmogaus smegenyse yra nuo 100 iki 500 trilijonų jungčių, o mūsų galaktikoje yra apie 100 milijardų žvaigždžių, todėl galima daryti išvadą, kad žmogaus smegenys yra daug sudėtingesnės nei galaktika.

Kaip smegenyse perduodama informacija?

Smegenų funkciją sudaro informacijos perdavimas tarp neuronų, šis perdavimas atliekamas daugiau ar mažiau sudėtinga procedūra, vadinama sinapsėmis.

Sinapsės gali būti elektrinės arba cheminės. Elektrines sinapses sudaro dvikryptis elektros srovės perdavimas tiesiogiai tarp dviejų neuronų, o cheminėms sinapsėms reikalingi tarpininkai, vadinami neurotransmiteriais.

Galų gale, kai vienas neuronas susisiekia su kitu, jis tai daro, norėdamas jį suaktyvinti ar slopinti, o galutinis pastebimas poveikis elgesiui ar tam tikram fiziologiniam procesui yra kelių neuronų sužadinimo ir slopinimo rezultatas visoje neuronų grandinėje.

Elektrinės sinapsės

Elektrinės sinapsės yra žymiai greitesnės ir lengvesnės nei cheminės. Paaiškintos paprastu būdu, jas sudaro depoliarizuojančių srovių perdavimas tarp dviejų neuronų, kurie yra gana artimi, beveik įstrigę. Šis sinapsių tipas paprastai nesukelia ilgalaikių postsinapsinių neuronų pokyčių.

Šios sinapsės vyksta neuronuose, turinčiuose sandarų jungtį, kuriame membranos beveik liečiasi, atskirtos mažu 2–4 nm atstumu. Tarpas tarp neuronų yra toks mažas, nes jų neuronai turi jungtis per kanalus, sudarytus iš baltymų, vadinamų junginais.

Kanalai, kuriuos sudaro junginiai, leidžia susisiekti abiejų neuronų vidui. Mažos molekulės (mažesnės nei 1 kDa) gali praeiti pro šias poras, todėl cheminės sinapsės yra susijusios su metaboliniais komunikacijos procesais, be elektrinių ryšių, keičiantis sinapsėje susidarančiais antraisiais pasiuntiniais, tokiais kaip inozitolio trifosfatas ( IP ₃ ) arba ciklinis adenozino monofosfatas (cAMP).

Elektrinės sinapsės paprastai daromos tarp to paties tipo neuronų, tačiau elektrinės sinapsės taip pat gali būti stebimos tarp skirtingų tipų neuronų ar net tarp neuronų ir astrocitų (gliaudinių ląstelių tipas).

Elektrinės sinapsės leidžia neuronams greitai susisiekti, o daugelis neuronų - sinchroniškai. Dėl šių savybių mes galime vykdyti sudėtingus procesus, kuriems reikalingas greitas informacijos perdavimas, pavyzdžiui, jutimo, motorinius ir pažintinius procesus (dėmesys, atmintis, mokymasis …).

Cheminės sinapsės

Šis vaizdas rodo aksoną, iš kurio neurotransmiteriai išsiskiria link dendrito receptorių

Cheminės sinapsės įvyksta tarp gretimų neuronų, kuriuose jungiasi presinapsinis elementas, dažniausiai aksoninis terminalas, kuris skleidžia signalą, ir kitas postsinapsinis, kuris paprastai yra somoje arba dendrituose, gaunantis signalą. signalas.

Šie neuronai nėra prijungti, tarp jų yra vienas 20 nm tarpas, vadinamas sinapsiniu plyšiu.

Yra įvairių tipų cheminės sinapsės, atsižvelgiant į jų morfologines savybes. Pasak Grėjaus (1959), chemines sinapses galima suskirstyti į dvi grupes.

Chemines sinapses galima paprasčiausiai apibendrinti taip:

1. Veikimo potencialas pasiekia aksonų galą, tai atveria kalcio jonų kanalus (Ca ²⁺ ) ir į sinapsinį plyšį išleidžiami jonų srautai.
2. Jonų srautas sukelia procesą, kuriame pūslelės, pilnos neuromediatorių, jungiasi prie postsinapsinės membranos ir atveria poras, per kurias visas jų turinys išeina sinapsinio plyšio link.
3. Išlaisvinti neuromediatoriai jungiasi su postsinapsiniais receptoriais, specifiškais tam neurotransmiteriui.
4. Neuromediatoriaus prisijungimas prie postsinapsinio neurono reguliuoja postsinapsinio neurono funkcijas.

Cheminių sinapsių tipai

I tipo cheminės sinapsės (asimetrinės)

Šiose sinapsėse presinapsinį komponentą sudaro aksoniniai terminalai, kuriuose yra suapvalintos pūslelės, o postsinapsinis komponentas yra dendrituose ir yra didelis postsinapsinių receptorių tankis.

Sinapsių tipas priklauso nuo dalyvaujančių neurotransmiterių, todėl sužadinantys neuromediatoriai, tokie kaip glutamatas, dalyvauja I tipo sinapsėse, o slopinantys neurotransmiteriai, tokie kaip GABA, veikia II tipo sinapsėse.

Nors tai nevyksta visoje nervų sistemoje, kai kuriose vietose, tokiose kaip nugaros smegenys, juslinė nigra, bazinės ganglijos ir kolikauliai, yra I tipo struktūros GABA-erginės sinapsės.

II tipo cheminės sinapsės (simetriškos)

Šiose sinapsėse presinapsinis komponentas yra suformuotas per aksoninius gnybtus, kuriuose yra ovalių pūslelių, ir postsinapsinis komponentas gali būti randamas tiek somoje, tiek dendrituose, o postsinapsinių receptorių tankis yra mažesnis nei I tipo sinapsėse.

Kiti šio tipo sinapsių skirtumai, palyginti su I tipu, yra tai, kad jos sinapsinis plyšys yra siauresnis (maždaug apytiksliai 12 nm).

Kitas būdas sinapsėms klasifikuoti yra pagal presinapsinius ir postsinapsinius komponentus, kurie jas sudaro. Pavyzdžiui, jei presinapsinis komponentas yra aksonas, o postsinapsinis komponentas - dendritas, jie vadinami aksonodendritinėmis sinapsėmis. Tokiu būdu galime rasti aksonoksinės, aksosomatinės, dendroaksoninės, dendrodendritinės sinapsės …

Sinapsių tipas, kuris dažniausiai pasireiškia centrinėje nervų sistemoje, yra aksonospiniškos I tipo (asimetrinės) sinapsės. Apskaičiuota, kad 75–95% smegenų žievės sinapsių yra I tipo, o tik 5–25% II tipo sinapsių.

Neurotransmiteriai ir neuromoduliatoriai

Į neurotransmiterio sąvoką įeina visos medžiagos, kurios išsiskiria cheminės sinapsės metu ir leidžiančios susisiekti neuronams. Neurotransmiteriai atitinka šiuos kriterijus:

• Jie sintetinami neuronuose ir yra aksonų galuose.
• Išleidus pakankamą kiekį neurotransmiterio, jis veikia savo gretimus neuronus.
• Baigę užduotį, jie pašalinami per degradacijos, inaktyvavimo ar pakartotinio paėmimo mechanizmus.

Neuromoduliatoriai yra medžiagos, kurios papildo neurotransmiterių veiksmus padidindamos ar sumažindamos jų poveikį. Jie tai daro jungdamiesi prie specifinių postinapsinių receptorių vietų.

Yra daugybė neuromediatorių tipų, iš kurių svarbiausi yra:

• Aminorūgštys, kurios gali sužadinti, tokios kaip glutamatas, arba inhibitoriai, tokie kaip γ-aminosviesto rūgštis, geriau žinoma kaip GABA.
• Acetilcholinas.
• Katechollamidai, tokie kaip dopaminas ar norepinefrinas
• Indolaminai, tokie kaip serotoninas.
• Neuropeptidai.

Nuorodos

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., ir Valero, A. (2014). Neuronai ir neuroninė komunikacija. In D. Redolar, Kognityvinis neuromokslas (p. 27–66). Madridas: „Panamerican Medical“.
2. Gary, E. (1959). Smegenų žievės aksomatinė ir aksonendrinė sinapsė: elektronų mikroskopo tyrimas. J. Anat, 93, 420-433.
3. Pasantesas, H. (nd). Kaip veikia smegenys? Bendri principai. Gauta 2016 m. Liepos 1 d. Iš „Mokslas visiems“.