КАКО ФУНКЦИОНИШЕ ЉУДСКИ МОЗАК? - НЕУРОПСИХОЛОГИЈА - 2025

Мозак функционише као структурна и функционална целина која се састоји од две врсте ћелија: неурона и глијалних ћелија. Процењује се да у целом људском нервном систему постоји око 100 билиона неурона и око 1.000 билиона глијалних ћелија (има 10 пута више глијалних ћелија него неурона).

Неурони су високо специјализовани и њихове функције су да примају, обрађују и преносе информације преко различитих кола и система. Процес преношења информација врши се кроз синапсе, које могу бити електричне или хемијске.

Глиалне ћелије су, с друге стране, одговорне за регулисање унутрашњег окружења мозга и олакшавање процеса неуронске комуникације. Те ћелије налазе се широм нервног система који формирају његову структуру и укључене су у процесе развоја и формирања мозга.

У прошлости се сматрало да глијалне ћелије формирају само структуру нервног система, отуда је познат мит да користимо само 10% нашег мозга. Али данас знамо да испуњава много сложеније функције, на пример, оне су повезане са регулисањем имуног система и процесима ћелијске пластичности након повреде.

Поред тога, они су неопходни за правилно функционисање неурона, јер олакшавају комуникацију са неуронима и играју важну улогу у транспорту хранљивих материја до неурона.

Као што можете претпоставити, људски мозак је импресивно сложен. Процењује се да људски мозак садржи између 100 и 500 билиона веза, а наша галаксија има око 100 милијарди звезда, па се може закључити да је људски мозак много сложенији од галаксије.

Како се информације преносе у мозак?

Функција мозга састоји се од преноса информација између неурона, тај пренос се врши путем мање или више сложене процедуре која се назива синапса.

Синапсе могу бити електричне или хемијске. Електричне синапсе се састоје од двосмерног преноса електричне струје између два неурона директно, док хемијске синапсе захтевају посреднике који се називају неуротрансмитери.

Коначно, када један неурон комуницира са другим, он то чини како би га активирао или инхибирао, коначни уочљиви ефекти на понашање или на неки физиолошки процес су резултат побуђења и инхибиције неколико неурона у неуронском кругу.

Електричне синапсе

Електричне синапсе су знатно брже и лакше од хемијских. Објашњено на једноставан начин, састоје се од преноса деполаризационих струја између два неурона која су сасвим близу, готово збијена. Ова врста синапсе обично не производи дугорочне промене постинаптичких неурона.

Ове синапсе се јављају у неуронима који имају чврст спој, у коме се мембране готово додирују, раздвојене оскудним 2-4 нм. Простор између неурона је толико мали јер се њихови неурони морају удружити преко канала сачињених од протеина који се називају конексини.

Канали формирани конексинима омогућавају комуникацију унутрашњости оба неурона. Мали молекули (мањи од 1кДа) могу проћи кроз те поре, па су хемијске синапсе повезане са метаболичким комуникацијским процесима, поред електричне комуникације, разменом других гласника који се стварају у синапси, као што је инозитол трифосфат ( ИП ₃ ) или циклични аденозин монофосфат (цАМП).

Електричне синапсе се обично праве између неурона исте врсте, међутим, електричне синапсе се могу приметити и између неурона различитог типа или чак између неурона и астроцита (врста глијалних ћелија).

Електричне синапсе омогућавају неуронима да брзо комуницирају, а многи неурони да се синхроно повезују. Захваљујући овим својствима у стању смо да спроводимо сложене процесе који захтевају брз пренос информација, као што су сензорни, моторички и когнитивни процеси (пажња, памћење, учење …).

Хемијске синапсе

На овој слици се види аксон одакле се неуротрансмитери ослобађају према дендритним рецепторима

Хемијске синапсе се јављају између суседних неурона у које се повезује пресинаптички елемент, обично аксонални терминал, који емитује сигнал, и други постсинаптички, који се обично налази у сома или у дендритима који прима сигнал. сигнал.

Ови неурони нису прикључени, постоји простор између њих 20нм који се назива синаптички прорез.

Постоје различите врсте хемијских синапса у зависности од њихових морфолошких карактеристика. Према Греју (1959), хемијске синапсе се могу поделити у две групе.

Хемијске синапсе се могу једноставно сажети на следећи начин:

1. Акцијски потенцијал стиже до аксонског терминала, то отвара канале калцијум јона (Ца ²⁺ ) и проток јона се ослобађа у синаптичку пукотину.
2. Ток јона покреће процес у којем се везикуле, пуне неуротрансмитера, вежу за постсинаптичку мембрану и отварају поре кроз које сав њихов садржај излази према синаптичкој пукотини.
3. Ослобођени неуротрансмитери везују се за постсинаптички рецептор специфичан за тај неуротрансмитер.
4. Везивање неуротрансмитера на постсинаптички неурон регулише функције постсинаптичког неурона.

Врсте хемијских синапси

Хемијске синапсе типа И (асиметричне)

У тим синапсама пресинаптичка компонента формирана је аксонским терминалима који садрже заобљене везикуле, а постсинаптичка компонента налази се у дендритима и постоји велика густина постсинаптичких рецептора.

Тип синапсе зависи од укључених неуротрансмитера, тако да су ексцитациони неуротрансмитери, попут глутамата, укључени у синапсе типа И, док инхибиторни неуротрансмитери, као што је ГАБА, делују у синапсама типа ИИ.

Иако се то не дешава у читавом нервном систему, у неким областима као што су кичмена мождина, субстантиа нигра, базални ганглији и коликули, постоје ГАБА-ергичне синапсе са структуром типа И.

Хемијске синапсе типа ИИ (симетричне)

У овим синапсама пресинаптичка компонента формирана је аксонским терминалима који садрже овалне везикуле, а постсинаптичка компонента може се наћи и у сома и у дендритима и постоји мања густина постсинаптичких рецептора него у синапсама типа И.

Друге разлике ове врсте синапсе у односу на тип И су у томе што је њен синаптички прорез ужи (приближно 12 нм).

Други начин класификације синапси је према пресинаптичким и постсинаптичким компонентама које их формирају. На пример, ако је пресинаптичка компонента аксон, а постсинаптичка компонента је дендрит, они се називају акодендритичким синапсама. На овај начин можемо пронаћи аксоксаксонске, аксосоматске, дендроаксонске, дендродендритичке синапсе …

Тип синапсе који се најчешће јавља у централном нервном систему је аксосспинозни тип И (асиметричне) синапсе. Процењује се да је између 75-95% синапси у коре мозга тип И, док је између 5 и 25% синапси типа ИИ.

Неуротрансмитери и неуромодулатори

Концепт неуротрансмитера укључује све супстанце које се ослобађају током хемијске синапсе и које омогућавају неуронску комуникацију. Неуротрансмитери испуњавају следеће критеријуме:

• Синтетишу се унутар неурона и присутни су у аксонским терминалима.
• Када се ослободи довољна количина неуротрансмитера, он делује на суседне неуроне.
• Када заврше свој задатак, они се елиминишу механизмима деградације, инактивације или поновног прихватања.

Неуромодулатори су супстанце које надопуњују деловање неуротрансмитера повећавајући или умањујући свој ефекат. То чине тако што се везују за специфична места унутар постсинаптичког рецептора.

Постоје бројне врсте неуротрансмитера, од којих су најважнији следећи:

• Аминокиселине које могу бити ексцитативне, попут глутамата или инхибитора, попут γ-аминобутерне киселине, познатије као ГАБА.
• Ацетилхолин.
• Катехоламиди, попут допамина или норепинефрина
• Индоламини, као што је серотонин.
• Неуропептиди.

Референце

1. Гарциа, Р., Нунез, Сантин, Л., Редолар, Д., и Валеро, А. (2014). Неурони и неуронска комуникација. У Д. Редолар, Когнитивна неурознаност (стр. 27-66). Мадрид: Панамерицан Медицал.
2. Гари, Е. (1959). Аксоматска и аксо-дендритична синапсија мождане коре: студија електронским микроскопом. Ј. Анат, 93, 420-433.
3. Пасантес, Х. (друго). Како функционира мозак? Општи принципи. Преузето 1. јула 2016. из Сциенце фор алл.