JAK DZIAŁA LUDZKI MÓZG? - NEUROPSYCHOLOGIA - 2026

Mózg funkcjonuje jako jednostka strukturalna i funkcjonalna, na którą składają się głównie dwa typy komórek: neurony i komórki glejowe. Szacuje się, że w całym ludzkim układzie nerwowym znajduje się około 100 bilionów neuronów i około 1000 bilionów komórek glejowych (jest 10 razy więcej komórek glejowych niż neuronów).

Neurony są wysoce wyspecjalizowane, a ich funkcje polegają na odbieraniu, przetwarzaniu i przesyłaniu informacji przez różne obwody i systemy. Proces przekazywania informacji odbywa się za pośrednictwem synaps, które mogą być elektryczne lub chemiczne.

Z drugiej strony komórki glejowe odpowiadają za regulację wewnętrznego środowiska mózgu i ułatwianie procesu komunikacji neuronalnej. Komórki te znajdują się w całym układzie nerwowym, tworząc jego strukturę i biorą udział w procesach rozwoju i tworzenia mózgu.

W przeszłości uważano, że komórki glejowe tworzą tylko strukturę układu nerwowego, stąd słynny mit, że używamy tylko 10% naszego mózgu. Ale dziś wiemy, że spełnia znacznie bardziej złożone funkcje, np. Związane z regulacją układu odpornościowego i procesami plastyczności komórkowej po doznaniu kontuzji.

Ponadto są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania neuronów, ponieważ ułatwiają komunikację neuronalną i odgrywają ważną rolę w transporcie składników odżywczych do neuronów.

Jak można się domyślić, ludzki mózg jest imponująco złożony. Szacuje się, że mózg dorosłego człowieka zawiera od 100 do 500 bilionów połączeń, a nasza galaktyka ma około 100 miliardów gwiazd, więc można wywnioskować, że ludzki mózg jest znacznie bardziej złożony niż galaktyka.

W jaki sposób informacje są przekazywane w mózgu?

Funkcja mózgu polega na przekazywaniu informacji między neuronami, przekazywanie to odbywa się za pomocą mniej lub bardziej złożonej procedury zwanej synapsą.

Synapsy mogą być elektryczne lub chemiczne. Synapsy elektryczne polegają na dwukierunkowym przekazywaniu prądu elektrycznego bezpośrednio między dwoma neuronami, podczas gdy synapsy chemiczne wymagają pośredników zwanych neuroprzekaźnikami.

Ostatecznie, kiedy jeden neuron komunikuje się z drugim, aktywuje go lub hamuje, ostateczny obserwowalny wpływ na zachowanie lub jakiś proces fizjologiczny jest wynikiem pobudzenia i hamowania kilku neuronów w całym obwodzie neuronowym.

Synapsy elektryczne

Synapsy elektryczne są znacznie szybsze i łatwiejsze niż chemiczne. Wyjaśnione w prosty sposób, polegają na przekazywaniu prądów depolaryzujących między dwoma neuronami, które są dość blisko siebie, prawie sklejone ze sobą. Ten typ synapsy zwykle nie powoduje długotrwałych zmian w neuronach postsynaptycznych.

Te synapsy występują w neuronach, które mają ścisłe połączenie, w którym błony prawie dotykają, oddzielone zaledwie 2-4 nm. Przestrzeń między neuronami jest tak mała, ponieważ ich neurony muszą łączyć się ze sobą kanałami zbudowanymi z białek zwanych koneksynami.

Kanały utworzone przez koneksyny umożliwiają komunikację wnętrza obu neuronów. Małe cząsteczki (poniżej 1 kDa) mogą przechodzić przez te pory, więc synapsy chemiczne są związane z procesami komunikacji metabolicznej, oprócz komunikacji elektrycznej, poprzez wymianę drugich przekaźników, które są wytwarzane w synapsie, takich jak trifosforan inozytolu ( IP ₃ ) lub cykliczny monofosforan adenozyny (cAMP).

Synapsy elektryczne są zwykle tworzone między neuronami tego samego typu, jednak synapsy elektryczne można również obserwować między neuronami różnych typów, a nawet między neuronami a astrocytami (rodzaj komórek glejowych).

Synapsy elektryczne umożliwiają neuronom szybką komunikację, a wielu neuronom połączenie synchroniczne. Dzięki tym właściwościom jesteśmy w stanie przeprowadzić złożone procesy wymagające szybkiego przekazywania informacji, takie jak procesy czuciowe, motoryczne, poznawcze (uwaga, pamięć, uczenie się …).

Synapsy chemiczne

Ten obraz pokazuje akson, z którego neurotransmitery są uwalniane w kierunku receptorów dendrytowych

Synapsy chemiczne występują między sąsiednimi neuronami, w których łączy się element presynaptyczny, zwykle terminal aksonalny, który emituje sygnał, a innym postsynaptycznym, który zwykle znajduje się w somie lub w dendrytach, które odbierają sygnał. sygnał.

Neurony te nie są przyczepione, jest między nimi odstęp 20 nm zwany szczeliną synaptyczną.

Istnieją różne typy synaps chemicznych w zależności od ich cech morfologicznych. Według Graya (1959) synapsy chemiczne można podzielić na dwie grupy.

Synapsy chemiczne można po prostu podsumować w następujący sposób:

1. Potencjał czynnościowy dociera do końca aksonu, co otwiera kanały jonów wapnia (Ca ²⁺ ) i strumień jonów jest uwalniany do szczeliny synaptycznej.
2. Przepływ jonów wyzwala proces, w którym pęcherzyki pełne neuroprzekaźników wiążą się z błoną postsynaptyczną i otwierają pory, przez które cała ich zawartość wydostaje się w kierunku szczeliny synaptycznej.
3. Uwolnione neuroprzekaźniki wiążą się z receptorem postsynaptycznym specyficznym dla tego neuroprzekaźnika.
4. Wiązanie się neuroprzekaźnika z neuronem postsynaptycznym reguluje funkcje neuronu postsynaptycznego.

Rodzaje synaps chemicznych

Synapsy chemiczne typu I (asymetryczne)

W tych synapsach składnik presynaptyczny składa się z zakończeń aksonalnych, które zawierają zaokrąglone pęcherzyki, a składnik postsynaptyczny znajduje się w dendrytach i występuje duża gęstość receptorów postsynaptycznych.

Rodzaj synaps zależy od zaangażowanych neuroprzekaźników, więc pobudzające neuroprzekaźniki, takie jak glutaminian, są zaangażowane w synapsy typu I, podczas gdy hamujące neuroprzekaźniki, takie jak GABA, działają w synapsach typu II.

Chociaż nie występuje to w całym układzie nerwowym, w niektórych obszarach, takich jak rdzeń kręgowy, istota czarna, zwoje podstawy i wzgórki, istnieją synapsy GABA-ergiczne o strukturze typu I.

Synapsy chemiczne typu II (symetryczne)

W tych synapsach składnik presynaptyczny jest utworzony przez zakończenia aksonalne zawierające owalne pęcherzyki, a składnik postsynaptyczny można znaleźć zarówno w somie, jak iw dendrytach, a gęstość receptorów postsynaptycznych jest mniejsza niż w synapsach typu I.

Inne różnice tego typu synaps w stosunku do typu I polegają na tym, że szczelina synaptyczna jest węższa (około 12 nm).

Innym sposobem klasyfikacji synaps jest stosowanie się do komponentów presynaptycznych i postsynaptycznych, które je tworzą. Na przykład, jeśli komponent presynaptyczny jest aksonem, a komponent postsynaptyczny jest dendrytem, ​​nazywane są synapsami aksodendrytycznymi. W ten sposób możemy znaleźć synapsy aksoaksoniczne, aksosomatyczne, dendroaksoniczne, dendrodendrytyczne …

Najczęściej występującym rodzajem synaps w ośrodkowym układzie nerwowym są synapsy aksospinowe typu I (asymetryczne). Szacuje się, że od 75 do 95% synaps w korze mózgowej to synapsy typu I, podczas gdy tylko od 5 do 25% to synapsy typu II.

Neuroprzekaźniki i neuromodulatory

Pojęcie neuroprzekaźnika obejmuje wszystkie substancje, które są uwalniane w synapsie chemicznej i które umożliwiają komunikację neuronalną. Neurotransmitery spełniają następujące kryteria:

• Są syntetyzowane w neuronach i są obecne na zakończeniach aksonów.
• Kiedy uwalniana jest wystarczająca ilość neuroprzekaźnika, wywiera on swoje działanie na sąsiednie neurony.
• Po wykonaniu zadania są eliminowane poprzez mechanizmy degradacji, inaktywacji lub ponownego wychwytu.

Neuromodulatory to substancje, które uzupełniają działanie neuroprzekaźników zwiększając lub zmniejszając ich działanie. Robią to poprzez wiązanie się z określonymi miejscami w obrębie receptora postsynaptycznego.

Istnieje wiele rodzajów neuroprzekaźników, z których najważniejsze to:

• Aminokwasy, które mogą być pobudzające, takie jak glutaminian, lub inhibitory, takie jak kwas γ-aminomasłowy, lepiej znany jako GABA.
• Acetylocholina.
• Katecholamidy, takie jak dopamina lub norepinefryna
• Indolaminy, takie jak serotonina.
• Neuropeptydy.

Bibliografia

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D. i Valero, A. (2014). Neurony i komunikacja neuronowa. W D. Redolar, Cognitive Neuroscience (str. 27-66). Madryt: Panamerican Medical.
2. Gary, E. (1959). Synapsa aksosomatyczna i akso-dendrytyczna kory mózgowej: badanie mikroskopem elektronowym. J. Anat, 93, 420-433.
3. Pasantes, H. (nd). Jak działa mózg? Ogólne zasady. Pobrane 1 lipca 2016 r. Z Science for all.