Как работает человеческий мозг?



Мозг функционирует как структурно-функциональную единицу в основном состоит из двух типов клеток: нейронов и глиальных клеток. Предполагаются, что существует около 100 триллионов нейронов нервной системы человека и около 1000 триллионов глиальных клеток (есть в 10 раз больше, чем глиальные клетки нейронов).

Нейроны являются высокоспециализированными, и их функции состоят в том, чтобы получать, обрабатывать и передавать информацию через различные схемы и системы. Процесс передачи информации осуществляется через синапсы, которые могут быть электрическими или химическими..

Глиальные клетки, с другой стороны, отвечают за регулирование внутренней среды головного мозга и облегчают процесс нейронального общения. Эти клетки расположены по всей нервной системе, образуя, если они структурированы и участвуют в процессах развития и формирования мозга.

Раньше считалось, что глиальные клетки только формируют структуру нервной системы, отсюда и известный миф о том, что мы используем только 10% нашего мозга. Но сегодня мы знаем, что он выполняет гораздо более сложные функции, например, связанные с регуляцией процессов иммунной системы и клеточной пластичности после перенесенной травмы..

Кроме того, они необходимы для правильного функционирования нейронов, поскольку они облегчают нейрональное общение и играют важную роль в транспортировке питательных веществ к нейронам..

Как вы можете догадаться, человеческий мозг впечатляюще сложен. Подсчитано, что мозг взрослого человека содержит от 100 до 500 триллионов связей, а наша галактика насчитывает около 100 триллионов звезд, поэтому можно сделать вывод, что человеческий мозг гораздо сложнее, чем галактика (Гарсия, Нуньес, Сантин, Редоляр, & Valero, 2014).

Связь между нейронами: синапсы

Функция мозга включает в себя передачу информации между нейронами, эта передача осуществляется с помощью более или менее сложной процедуры, называемой синапс.

Синапсы могут быть электрическими или химическими. Электрические синапсы состоят в двунаправленной передаче электрического тока между двумя нейронами напрямую, тогда как в химических синапсах не хватает посредников, называемых нейротрансмиттерами..

В основном, когда нейрон связывается с другим нейроном, чтобы активировать или ингибировать его, конечные эффекты, наблюдаемые в поведении или в некотором физиологическом процессе, являются результатом возбуждения и торможения нескольких нейронов вдоль нейронного контура..

Электрические синапсы

Электрические синапсы намного быстрее и проще, чем химические. Объясненный простым способом, они состоят в передаче деполяризующих токов между двумя нейронами, которые находятся довольно близко, почти склеены. Этот тип синапса обычно не вызывает долговременных изменений в постсинаптических нейронах.

Эти синапсы встречаются в нейронах, которые имеют плотное соединение, в котором мембраны почти соприкасаются, разделенные несколькими 2-4 нм. Пространство между нейронами так мало, потому что их нейроны должны соединяться каналами, образованными белками, называемыми коннексинами..

Каналы, образованные коннексинами, позволяют общению внутри обоих нейронов. Через эти поры могут проходить небольшие молекулы (менее 1 кДа), поэтому химические синапсы связаны с метаболическими процессами связи, в дополнение к электрической связи, через обмен вторыми мессенджерами, которые происходят в синапсе, такими как инозитолтрифосфат ( IP3) или циклический аденозинмонофосфат (цАМФ).

Электрические синапсы обычно делаются между нейронами одного типа, однако электрические синапсы могут также наблюдаться между нейронами разных типов или даже между нейронами и астроцитами (тип глиальных клеток).

Электрические синапсы позволяют нейронам быстро общаться и соединять многие нейроны синхронно. Благодаря этим свойствам мы можем выполнять сложные процессы, требующие быстрой передачи информации, такие как сенсорные, моторные и когнитивные процессы (внимание, память, обучение ...).

Химические синапсы

Химические синапсы возникают между соседними нейронами, к которым подключен пресинаптический элемент, обычно аксонный терминал, который излучает сигнал, и постсинаптическим, который обычно находится в соме или дендритах, которые получают сигнал. сигнал.

Эти нейроны не слиплись, есть пространство, в том числе один называется синаптической расщелиной 20нм.

Существуют различные типы химических синапсов в зависимости от их морфологических характеристик. Согласно Грею (1959), химические синапсы можно разделить на две группы.

  • Тип I химические синапсы (Асимметричная). В этих синапсах пресинаптический компонент образован аксональными терминалами, содержащими округлые везикулы, а постсинаптические обнаружены в дендритах и ​​имеют высокую плотность постсинаптических рецепторов..
  • Тип II химические синапсы (Симметричный). В этих синапсах пресинаптический компонент образован аксональными терминалами, содержащими овальные пузырьки, а постсинаптический может быть обнаружен как в соме, так и в дендритах, и плотность постсинаптических рецепторов ниже, чем в синапсах типа I. Другие различия в этом тип синапса по сравнению с типом I состоит в том, что его синаптическая щель более узкая (около 12 нм).

Тип синапса зависит от участвующих в нем нейротрансмиттеров, так что возбуждающие нейротрансмиттеры, такие как глутамат, участвуют в синапсах I типа, тогда как ингибиторы, такие как ГАМК, будут участвовать в синапсах II типа..

Хотя это не происходит по всей нервной системе, в некоторых областях, таких как спинной мозг, черная субстанция, базальные ганглии и колликулы, существуют ГАМК-ергические синапсы со структурой типа I.

Другим способ классификации синапса как пресинаптические и постсинаптические компоненты, которые образуют. Например, если оба пресинаптический компонент аксон и дендрит называется постсинаптической синапс axodendríticas, таким образом, может найти axoaxónicas синапсов, axosomatic, dendroaxónicas, dendrodendríticas ...

Тип синапса, который чаще всего встречается в центральной нервной системе - это аксоспинные синапсы I типа (асимметричные). По оценкам, от 75 до 95% синапсов коры головного мозга относятся к типу I, тогда как только от 5 до 25% относятся к синапсам II типа..

Химические синапсы можно обобщить просто следующим образом:

  1. Потенциал действия достигает терминала аксона, он открывает каналы ионов кальция (Са2+) и поток ионов выпускается в синаптическую щель.
  2. Поток ионов запускает процесс, в котором пузырьки, полные нейротрансмиттеров, связываются с постсинаптической мембраной и открывают поры, через которые все ее содержимое высвобождается в синаптическую щель..
  3. Высвобожденные нейромедиаторы связываются со специфическим постсинаптическим рецептором для этого нейромедиатора..
  4. Связывание нейротрансмиттера с постсинаптическим нейроном регулирует функции постсинаптического нейрона.

Нейротрансмиттеры и нейромодуляторы

Концепция нейротрансмиттеров включает в себя все вещества, которые выделяются в химическом синапсе и которые обеспечивают нейронную связь. Нейротрансмиттеры соответствуют следующим критериям:

  • Они синтезируются в нейронах и присутствуют в терминалах аксонов.
  • Когда высвобождается достаточное количество нейромедиатора, он оказывает свое влияние на соседние нейроны.
  • Когда они выполнили свое задание, они устраняются с помощью механизмов деградации, инактивации или повторного захвата.

Нейромодуляторов являются веществами, которые дополняют действия нейромедиаторов путем увеличения или уменьшения его эффекта. Они делают это путем объединения определенных сайтов в постсинаптическом рецепторе.

Существует множество типов нейротрансмиттеров, наиболее важными из которых являются:

  • Аминокислоты, которые могут быть возбуждающими, такие как глутамат, или ингибиторы, такие как γ-аминомасляная кислота, более известная как ГАМК.
  • ацетилхолин.
  • Катехоламиды, такие как дофамин или норадреналин
  • Индоламины, такие как серотонин.
  • нейропептиды.

ссылки

  1. Гарсиа, Р. Нуньес, Сантин, Л., Redolar Д., & Валеро, А. (2014). Нейроны и нейронное общение. В Д. Редоляр, Когнитивная неврология (с. 27-66). Мадрид: Panamericana Medical.
  2. Гэри Э. (1959). Axo Axo-соматическая-дендритных и синапсис коры головного мозга: микроскопическое исследование электронно. Ю.Анат, 93, 420-433.
  3. Стажеры, Х. (с.ф.). Как работает мозг? Общие принципы. Получено 1 июля 2016 г. из журнала «Наука для всех».