Hvordan virker den menneskelige hjerne?

Hjernen fungerer som en strukturel og funktionel enhed, der hovedsagelig består af to typer celler: neuroner og glialceller. Det anslås, at der er omkring 100 mia. Neuroner i hele det menneskelige nervesystem og omkring 1.000 mia. Glialceller (der er 10 gange flere gliaceller end neuroner).

Neuroner er højt specialiserede, og deres funktioner er at modtage, behandle og transmittere information gennem forskellige kredsløb og systemer. Processen med at transmittere informationen udføres gennem synaps, som kan være elektriske eller kemiske.

Glialcellerne på den anden side er ansvarlige for at regulere hjernens indre miljø og lette processen med neuronkommunikation. Disse celler er arrangeret gennem hele nervesystemet, der dannes, hvis de er struktureret og er involveret i processerne for udvikling og dannelse af hjernen.

Tidligere blev det antaget, at glialceller kun dannede strukturen i nervesystemet, derfor den berømte myte, at vi kun bruger 10% af vores hjerne. Men i dag ved vi, at det opfylder langt mere komplekse funktioner, for eksempel er relateret til reguleringen af ​​immunsystemet og cellulære plasticitetsprocesser efter at have lidt en skade.

Derudover er de essentielle for neuroner at fungere korrekt, da de letter neuronal kommunikation og spiller en vigtig rolle i transporten af ​​næringsstoffer til neuroner.

Som du kan gætte, er den menneskelige hjerne imponerende kompleks. Det anslås, at en menneskelig hjerne voksen indeholder mellem 100 og 500 billioner tilslutninger og vores galakse har omkring 100 billioner stjerner, så det kan konkluderes, at den menneskelige hjerne er langt mere kompleks end en galakse (Garcia Nunez, Santin, Redolar, & Valero, 2014).

Kommunikation mellem neuroner: synapser

Hjernefunktion indebærer transmission af information mellem neuroner, denne transmission sker via en mere eller mindre kompleks procedure kaldet synapse.

Synapsene kan være elektriske eller kemiske. De elektriske synapser består i den tovejs transmission af elektrisk strøm mellem to neuroner direkte, mens der i de kemiske synapser er mangel på mellemled, der kaldes neurotransmittere..

Dybest set, når en neuron kommunikerer med andre ikke aktivere eller inhibere det ved den endelige observerbare virkninger på adfærd eller en fysiologisk proces er resultatet af excitation og hæmning af flere neuroner langs en neuronal kredsløb.

Elektriske synapser

De elektriske synapser er meget hurtigere og enklere end de kemiske. Forklaret på en simpel måde består de i transmissionen af ​​depolariserende strømme mellem to neuroner, der er ret tætte, næsten limet sammen. Denne type synaps producerer normalt ikke langsigtede ændringer i postsynaptiske neuroner.

Disse synapser forekommer i neuroner, der har et tæt kryds, hvor membranerne er næsten rørt, adskilt af et par 2-4 nm. Rummet mellem neuronerne er så lille, fordi deres neuroner skal forbindes med kanaler dannet af proteiner kaldet connexiner.

Kanalerne dannet af connexinerne tillader indersiden af ​​begge neuroner at være i kommunikation. Gennem disse porer kan passere små (mindre end 1 kDa) molekyler, kemiske synapser er relateret til processer af metabolisk kommunikation foruden elektrisk kommunikation, gennem udveksling af sekundære budbringere, som forekommer i synapsen, såsom inositoltriphosphat ( IP₃) eller cyclisk adenosinmonophosphat (cAMP).

Elektriske synapser er normalt lavet mellem neuroner af samme type, men elektriske synapser kan også observeres mellem neuroner af forskellige typer eller endda mellem neuroner og astrocytter (en type glialceller).

De elektriske synapser tillader neuroner at kommunikere på en hurtig måde og til at forbinde mange neuroner synkront. Takket være disse egenskaber, vi er i stand til at udføre komplekse processer, der kræver hurtig overførsel af information, såsom sensoriske og kognitive processer, motorer (opmærksomhed, hukommelse, læring ...).

Kemiske synapser

Kemiske synapser forekomme mellem hosliggende neuroner i en præsynaptisk element er forbundet, sædvanligvis en Axon terminal, hvilket signal, og en postsynaptisk, som normalt er i soma eller dendritter modtager signal.

Disse neuroner sidder ikke fast, der er et mellemrum mellem en 20nm kaldet synaptisk kløft.

Der er forskellige typer kemiske synapser afhængigt af deres morfologiske egenskaber. Ifølge Grey (1959) kan kemiske synapser opdeles i to grupper.

• Type I kemiske synapser (Asymmetric). I disse synapser er den præsynaptiske komponent dannet af aksonale terminaler indeholdende afrundede vesikler, og postsynaptisk findes i dendritterne, og der er en høj densitet af postsynaptiske receptorer.
• Type II kemiske synapser (Symmetric). I disse synapser præsynaptiske komponent dannes ved axonterminaler indeholdende ovale vesikler og postsynaptisk kan findes både i soma og dendritter og en reduceret tæthed af postsynaptiske receptorer i synapserne af type I. Andre forskelle i denne type synapse hensyn til type i er, at den synaptiske kløft er smallere (ca. 12 nm).

Den type synapse afhænger af de involverede i dette neurotransmittere, så ved synapser involveret type I er ophidsende neurotransmittere såsom glutamat, mens der i type II hæmmende neurotransmittere virker som GABA.

Selvom dette ikke forekommer i hele nervesystemet, er der i nogle områder som rygmarv, substantia nigra, basalganglia og colliculi, GABA-ergiske synapser med en struktur af type I.

En anden måde at klassificere synapser på er ifølge de presynaptiske og postsynaptiske komponenter, der danner dem. For eksempel, hvis både præsynaptiske komponent er en axon og en dendritceller kaldes postsynaptiske synapse axodendríticas kan således finde axoaxónicas synapser, axosomatic, dendroaxónicas, dendrodendríticas ...

Den type synaps, der forekommer hyppigst i centralnervesystemet, er type I (asymmetriske) axospinøse synapser. Det anslås, at mellem 75-95% af hjernebarkens synapser er type I, mens kun mellem 5 og 25% er type II synapser.

Kemiske synapser kan opsummeres simpelthen som følger:

1. Et aktionspotentiale når axonterminalen, det åbner calciumionkanalerne (Ca²⁺) og en strøm af ioner frigives i det synaptiske klyngen.
2. Flowen af ​​ioner udløser en proces, hvor vesiklerne, fulde af neurotransmittere, binder til den postsynaptiske membran og åbner en pore, gennem hvilken hele dets indhold frigives i det synaptiske klyv..
3. De frigivne neurotransmittere binder til den specifikke postsynaptiske receptor for den neurotransmitter.
4. Bindingen af ​​neurotransmitteren til det postsynaptiske neuron regulerer postsynaptiske neurons funktioner.

Neurotransmittere og neuromodulatorer

Neurotransmitterkonceptet omfatter alle stoffer, der frigives i den kemiske synapse, og som tillader neuronal kommunikation. Neurotransmittere opfylder følgende kriterier:

• De syntetiseres inden for neuronerne og er til stede i axonterminalerne.
• Når en tilstrækkelig mængde af neurotransmitteren frigives, udøver den dens virkninger på de tilstødende neuroner.
• Når de har gennemført deres opgave, elimineres de gennem mekanismer for nedbrydning, inaktivering eller genindfangning.

Neuromodulatorer er stoffer, som supplerer neurotransmittere, ved at øge eller formindske deres virkning. De gør dette ved at slutte sig til bestemte steder inden for den postsynaptiske receptor.

Der er mange typer neurotransmittere, de vigtigste er:

• Aminosyrer, der kan være excitatoriske, såsom glutamat eller inhibitorer, såsom y-aminosmørsyre, bedre kendt som GABA.
• acetylcholin.
• Catecholamider, såsom dopamin eller noradrenalin
• Indolaminer, såsom serotonin.
• neuropeptider.

referencer

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). Neuroner og neurale kommunikation. I D. Redolar, Kognitiv neurovidenskab (s. 27-66). Madrid: Panamericana Medical.
2. Gary, E. (1959). Axo-somatisk og akso-dendritisk synapsis af cerebral cortex: et elektronmikroskopstudium. J.Anat, 93, 420-433.
3. Interns, H. (s.f.). Hvordan virker hjernen? Generelle principper. Hentet den 1. juli 2016, fra Science for All.