כיצד פועל המוח האנושי?

המוח מתפקד כיחידה מבנית ופונקציונלית המורכבת בעיקר משני סוגים של תאים: נוירונים ותאי גלייה. ההערכה היא כי ישנם כ -100 מיליארד נוירונים בכל מערכת העצבים האנושית כ -1,000 מיליארד תאים גליה (יש 10 פעמים יותר תאים גליה מאשר נוירונים).

נוירונים הם מאוד מיוחדים ואת הפונקציות שלהם הם לקבל, לעבד ולהעביר מידע באמצעות מעגלים ומערכות שונות. תהליך העברת המידע מתבצע באמצעות סינפסות, אשר יכול להיות חשמלי או כימי.

תאי הגלייה מאידך גיסא, אחראים על הסדרת הסביבה הפנימית של המוח, ומאפשרים תהליך של תקשורת נוירונים. תאים אלה מסודרים בכל מערכת העצבים הנוצרת אם הם מובנים ומעורבים בתהליכי הפיתוח וההיווצרות של המוח.

בעבר היה זה חשב כי תאים גליה רק ​​יצרו את המבנה של מערכת העצבים, ומכאן המיתוס המפורסם שאנחנו משתמשים רק 10% של המוח שלנו. אבל היום אנו יודעים כי הוא ממלא פונקציות מורכבות הרבה יותר, למשל, קשורות הרגולציה של המערכת החיסונית ותהליכים פלסטיות הסלולר לאחר שנפגע.

בנוסף, הם חיוניים עבור נוירונים לתפקד כראוי, שכן הם להקל על התקשורת העצבית לשחק תפקיד חשוב בהעברת חומרים מזינים לנוירונים.

כפי שאתה יכול לנחש, המוח האנושי מורכב באופן מרשים. ההערכה היא כי המוח האנושי בוגר מכיל בין 100 ל 500 טריליון קשרים הגלקסיה שלנו יש כ 100 טריליון כוכבים, כך ניתן להסיק כי המוח האנושי הוא הרבה יותר מורכב מאשר גלקסיה (García, Núñez, Santín, Redolar, & Valero, 2014).

תקשורת בין נוירונים: סינפסות

תפקוד המוח כרוך בהעברת מידע בין נוירונים, שידור זה נעשה באמצעות הליך מורכב פחות או יותר הנקרא סינפסה.

הסינפסות יכולות להיות חשמליות או כימיות. הסינפסות החשמלית מורכבות בהעברה דו כיוונית של זרם חשמלי בין שני נוירונים ישירות, בעוד שבסינפסות הכימיות קיים מחסור במתווכים הנקראים נוירוטרנסמיטרים..

ביסודו של דבר, כאשר נוירון מתקשר עם נוירון אחר כדי להפעיל או לעכב אותו, את ההשפעות הסופיות נצפו בהתנהגות או בתהליך פיזיולוגי כלשהו הם תוצאה של עירור ומעורר של כמה נוירונים לאורך מעגל עצבי.

סינפסות חשמליות

סינפסות חשמל הם הרבה יותר מהר ופשוט יותר מאשר אלה כימיים. מוסבר בצורה פשוטה, הם מורכבים בהעברת זרמים depolarizing בין שני נוירונים כי הם די קרובים, כמעט מודבק יחד. זה סוג של סינפסה לא בדרך כלל לייצר שינויים לטווח ארוך נוירונים postsynaptic.

סינפסות אלה מתרחשות נוירונים כי יש צומת הדוק, שבו הממברנות כמעט נגע, מופרדים על ידי כמה 2-4nm. המרחב בין הנוירונים הוא כל כך קטן, משום שנוירונים שלהם חייבים להיות מחוברים על ידי ערוצים שנוצרו על ידי חלבונים הנקראים connexins.

הערוצים שנוצרו על ידי קונקסינים לאפשר את הפנימי של שני הנוירונים להיות בתקשורת. דרך הנקבוביות הללו יכולים לעבור קטן (פחות מ 1 KDA) מולקולות עושה סינפסות כימיות הקשורות לתהליכים של תקשורת מטבוליות מלבד תקשורת חשמלית, באמצעות חילופי שליחים משניים אשר מתרחשות סינפסה, כגון אדנוזין אינוזיטול ( IP₃) או monoposphate אדנוזין מחזורי (cAMP).

סינפסות חשמליות נעשות בדרך כלל בין נוירונים מאותו סוג, עם זאת, סינפסות חשמל ניתן גם לראות בין נוירונים מסוגים שונים או אפילו בין נוירונים ואסטרוציטים (סוג של תאים גליה).

סינפסות חשמל לאפשר נוירונים לתקשר בצורה מהירה לחבר נוירונים רבים באופן סינכרוני. הודות למאפיינים אלה אנו מסוגלים לבצע תהליכים מורכבים הדורשים העברה מהירה של מידע, כגון תהליכים סנסוריים, מוטוריים וקוגניטיביים (תשומת לב, זיכרון, למידה ...).

סינפסות כימיות

סינפסות כימיות מתרחשות בין נוירונים סמוכים ברכיב presynaptic מחוברת, בדרך כלל מסוף האקסון, אשר אות, וכן פוסט-סינפטי, אשר בדרך כלל הוא סומה או דנדריטים המקבלים האות.

נוירונים אלה אינם תקועים, יש רווח ביניהם של 20nm שנקרא שסוע סינפטי.

ישנם סוגים שונים של סינפסות כימיות בהתאם למאפיינים המורפולוגיים שלהם. לדברי גריי (1959), סינפסות כימיות ניתן לחלק לשתי קבוצות.

• הקלד I סינפסות כימיות (אסימטרי) בסינפסות אלה הרכיב presynaptic נוצר על ידי מסופים axonal המכיל שלפוחית ​​מעוגלת ו postsynaptic נמצא דנדריטים ויש צפיפות גבוהה של receptors postsynaptic.
• סוג II סינפסות כימיות (סימטרי) בשנת סינפסות אלה מרכיב presynaptic נוצר על ידי מסופי האקסון המכיל שלפוחית ​​ואת הפוסט-סינפטי אובלי ניתן למצוא הן סומה דנדריטים צפיפות מופחתת של קולטנים postsynaptic בסינפסות של הבדלים אחרים I. סוג זה סוג של סינפסה לעומת סוג אני כי סדקיה הסינפטי שלה הוא צר (כ 12nm).

הסוג של סינפסה תלוי נוירוטרנסמיטורים מעורבים בזה, כך על סוג סינפסות מעורב ואני שליחים עצביים מעוררים כגון גלוטמט, בעוד סוג II נוירוטרנסמיטורים מעכבים לשמש GABA.

אמנם זה לא קורה בכל מערכת העצבים, באזורים מסוימים כגון חוט השדרה, את הניגרה materialia, את הגרעינים הבסיסיים ואת colliculi, יש GABA-ergic סינפסות עם מבנה מסוג I.

דרך נוספת לסיווג הסינפסה כרכיבים presynaptic ו postsynaptic היוצרות. לדוגמה, אם הן את רכיב presynaptic היא האקסון לבין דנדריט נקראים סינפסה postsynaptic axodendríticas ובכך עלול למצוא סינפסות axoaxónicas, axosomatic, dendroaxónicas, dendrodendríticas ...

סוג הסינפסה המתרחשת בתדירות הגבוהה ביותר במערכת העצבים המרכזית הוא סוג של סינפסות axospinous מטיפוס I (אסימטרי). ההערכה היא כי בין 75-95% של הסינפסות של קליפת המוח הם סוג אני, ואילו רק בין 5 ל 25% הם סוג 2 סינפסות.

סינפסות כימיות ניתן לסכם בפשטות כדלקמן:

1. פוטנציאל פעולה מגיע מסוף האקסון, הוא פותח את תעלות סידן יון (Ca²⁺) וזרם של יונים משוחרר לתוך הסדק הסינפטי.
2. זרימת היונים מפעילה תהליך שבו שלפוחית, מלא נוירוטרנסמיטורים, לאגד את הממברנה postsynaptic ולפתוח נקבובית שדרכו כל התוכן שלה משתחררים לתוך הסדק הסינפטי..
3. נוירוטרנסמיטורים משוחררים לאגד את הקולטן postsynaptic ספציפי עבור אותו נוירוטרנסמיטר.
4. הכריכה של הנוירוטרנסמיטר לנוירון postsynaptic מסדיר את הפונקציות של הנוירון postsynaptic.

נוירוטרנסמיטורים ונוירו-מודולטורים

תפיסת הנוירוטרנסמיטר כוללת את כל החומרים המשתחררים בסינפסה הכימית ומאפשרים תקשורת נוירונים. נוירוטרנסמיטורים עומדים בקריטריונים הבאים:

• הם מסונתזים בתוך הנוירונים והם נמצאים מסופי האקסון.
• כאשר כמות מספקת של הנוירוטרנסמיטר הוא שוחרר זה מפעיל את השפעותיו על הנוירונים הסמוכים.
• כאשר הם סיימו את המשימה שלהם הם בוטלו באמצעות מנגנונים של השפלה, inactivation או לכבוש מחדש.

Neuromodulators הם חומרים המשלימים את הפעולות של נוירוטרנסמיטורים על ידי הגדלת או הקטנת השפעתם. הם עושים זאת על ידי הצטרפות לאתרים ספציפיים בתוך הקולטן postsynaptic.

ישנם סוגים רבים של נוירוטרנסמיטרים, החשובים ביותר הם:

• חומצות אמינו, אשר יכול להיות מרגש, כגון גלוטמט, או מעכבי, כגון γ-aminobutyric חומצה, הידועה יותר בשם GABA.
• אצטילכולין.
• Catecholamides, כגון דופמין או noradrenaline
• אינדולמינים, כגון סרוטונין.
• נוירופפטידים.

הפניות

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). נוירונים ותקשורת עצבית. ב ד רולאר, מדעי המוח הקוגניטיביים (עמ '27-66). מדריד: Panamericana רפואי.
2. Gary, E. (1959). אקזו-סומטי ואקסו-דנדריטי סינפסיס של קליפת המוח: מחקר מיקרוסקופ אלקטרונים. ענת, 93, 420-433.
3. מתמחים, ח '(s.f.). כיצד פועל המוח? עקרונות כלליים. אוחזר ב -1 ביולי 2016, מ- Science for All.