КАК УСТРОЕН ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ МОЗГ? - НЕЙРОПСИХОЛОГИЯ - 2026

Мозг функционирует как структурная и функциональная единица, состоящая в основном из двух типов клеток: нейронов и глиальных клеток. По оценкам, во всей нервной системе человека насчитывается около 100 триллионов нейронов и около 1000 триллионов глиальных клеток (глиальных клеток в 10 раз больше, чем нейронов).

Нейроны являются узкоспециализированными, и их функции заключаются в получении, обработке и передаче информации через различные схемы и системы. Процесс передачи информации осуществляется через синапсы, которые могут быть электрическими или химическими.

С другой стороны, глиальные клетки отвечают за регулирование внутренней среды мозга и облегчают процесс нейронной коммуникации. Эти клетки находятся по всей нервной системе, образуя ее структуру, и участвуют в процессах развития и формирования мозга.

В прошлом считалось, что глиальные клетки формируют только структуру нервной системы, отсюда и знаменитый миф о том, что мы используем только 10% нашего мозга. Но сегодня мы знаем, что он выполняет гораздо более сложные функции, например, они связаны с регуляцией иммунной системы и процессами клеточной пластичности после травмы.

Кроме того, они необходимы для правильного функционирования нейронов, поскольку облегчают нейронную коммуникацию 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 соединений, а наша галактика насчитывает около 100 миллиардов звезд, поэтому можно сделать вывод, что человеческий мозг намного сложнее галактики.

Как информация передается в мозгу?

Функция мозга заключается в передаче информации между нейронами, эта передача осуществляется посредством более или менее сложной процедуры, называемой синапсом.

Синапсы могут быть электрическими или химическими. Электрические синапсы представляют собой двунаправленную передачу электрического тока между двумя нейронами напрямую, в то время как химические синапсы требуют посредников, называемых нейротрансмиттерами.

В конечном итоге, когда один нейрон связывается с другим, он делает это, чтобы активировать или подавить его, окончательные наблюдаемые эффекты на поведение или на некоторый физиологический процесс являются результатом возбуждения и торможения нескольких нейронов в нейронной цепи.

Электрические синапсы

Электрические синапсы значительно быстрее и проще химических. Проще говоря, они заключаются в передаче деполяризующих токов между двумя нейронами, которые расположены довольно близко друг к другу, почти слиплись. Этот тип синапсов обычно не вызывает долговременных изменений постсинаптических нейронов.

Эти синапсы возникают в нейронах, которые имеют плотные соединения, в которых мембраны почти соприкасаются, разделенные скудными 2-4 нм. Пространство между нейронами так мало, потому что их нейроны должны соединяться вместе через каналы, состоящие из белков, называемых коннексинами.

Каналы, образованные коннексинами, позволяют общаться внутри обоих нейронов. Небольшие молекулы (менее 1 кДа) могут проходить через эти поры, поэтому химические синапсы связаны с процессами метаболической коммуникации, помимо электрической коммуникации, посредством обмена вторичными мессенджерами, которые вырабатываются в синапсе, такими как инозитолтрифосфат ( IP ₃ ) или циклический аденозинмонофосфат (цАМФ).

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

Электрические синапсы позволяют нейронам быстро общаться, а многим нейронам - 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

На этом изображении показан аксон, откуда нейротрансмиттеры направляются к дендритным рецепторам.

Химические синапсы возникают между соседними нейронами, в которых соединяется пресинаптический элемент, обычно терминал аксона, который излучает сигнал, и постсинаптический элемент, который обычно находится в соме или дендритах, который принимает сигнал. сигнал.

Эти нейроны не прикреплены, между ними есть пространство в 20 нм, называемое синаптической щелью.

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

Химические синапсы можно кратко описать следующим образом:

1. Потенциал действия достигает конца аксона, это открывает каналы для ионов кальция (Ca ²⁺ ), и поток ионов высвобождается в синаптическую щель.
2. Поток ионов запускает процесс, в котором везикулы, заполненные нейротрансмиттерами, связываются с постсинаптической мембраной и открывают поры, через которые все их содержимое выходит в синаптическую щель.
3. Освободившиеся нейротрансмиттеры связываются с постсинаптическим рецептором, специфичным для этого нейромедиатора.
4. Связывание нейромедиатора с постсинаптическим нейроном регулирует функции постсинаптического нейрона.

Типы химических синапсов

Химические синапсы I типа (асимметричные)

В этих синапсах пресинаптический компонент состоит из терминалей аксонов, которые содержат округлые пузырьки, а постсинаптический компонент находится в дендритах, и имеется высокая плотность постсинаптических рецепторов.

Тип синапса зависит от задействованных нейротрансмиттеров, поэтому возбуждающие нейротрансмиттеры, такие как глутамат, участвуют в синапсах типа I, в то время как тормозные нейротрансмиттеры, такие как ГАМК, действуют в синапсах типа II.

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

Химические синапсы II типа (симметричные)

В этих синапсах пресинаптический компонент образован терминалями аксонов, содержащими овальные пузырьки, а постсинаптический компонент может быть обнаружен как в соме, так и в дендритах, а плотность постсинаптических рецепторов ниже, чем в синапсах типа I.

Другое отличие этого типа синапса от типа I состоит в том, что его синаптическая щель более узкая (примерно 12 нм).

Другой способ классифицировать синапсы - по пресинаптическим и постсинаптическим компонентам, которые их формируют. Например, если пресинаптический компонент - аксон, а постсинаптический компонент - дендрит, они называются аксодендритными синапсами. Таким образом мы можем найти аксоаксонические, аксосоматические, дендроаксонические, дендродендритные синапсы …

Тип синапсов, который чаще всего встречается в центральной нервной системе, - это аксоспинные синапсы I типа (асимметричные). Подсчитано, что от 75 до 95% синапсов в коре головного мозга относятся к типу I, и только от 5 до 25% относятся к синапсам типа II.

Нейротрансмиттеры и нейромодуляторы

Понятие нейротрансмиттера включает все вещества, которые высвобождаются в химическом синапсе и позволяют нейронам общаться. Нейротрансмиттеры соответствуют следующим критериям:

• Они синтезируются в нейронах и присутствуют на окончаниях аксонов.
• Когда выделяется достаточное количество нейромедиатора, он оказывает свое воздействие на соседние нейроны.
• Когда они завершают свою задачу, они устраняются с помощью механизмов деградации, инактивации или обратного захвата.

Нейромодуляторы - это вещества, которые дополняют действие нейромедиаторов, увеличивая или уменьшая их действие. Они делают это путем связывания со специфическими участками постсинаптического рецептора.

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.
• Катехолламиды, такие как дофамин или норэпинефрин
• Индоламины, такие как серотонин.
• Neuropeptides.

Ссылки

1. Гарсия, Р., Нуньес, Сантин, Л., Редолар, Д., и Валеро, А. (2014). Нейроны и нейронная коммуникация. В D. Redolar, Когнитивная неврология (стр. 27-66). Мадрид: Panamerican Medical.
2. Гэри, Э. (1959). Аксо-соматический и аксо-дендритный синапс коры головного мозга: исследование под электронным микроскопом. Дж. Анат, 93, 420-433.
3. Pasantes, H. (nd). Как работает мозг? Общие принципы. Получено 1 июля 2016 г. с сайта Наука для всех.