17.08.2018

Mistä kudoksesta aivot koostuvat? Aivojen harmaa aine: mistä se koostuu ja mistä ne ovat vastuussa


Neurotransmitterit ( välittäjäaineet,välittäjät) - biologisesti aktiiviset kemikaalit, joiden kautta sähköimpulssi siirtyy hermosolusta hermosolujen välisen synaptisen tilan kautta. hermo impulssi pääsy presynaptiseen päätteeseen aiheuttaa vapautumisen välittäjäaineen synaptiseen rakoon. Välittäjämolekyylit reagoivat solukalvon spesifisten reseptoriproteiinien kanssa käynnistäen ketjun biokemiallisia reaktioita, jotka aiheuttavat muutoksen transmembraanisessa ionivirrassa, mikä johtaa kalvon depolarisaatioon ja toimintapotentiaalin syntymiseen.

Monien vuosien ajan asiantuntijat uskoivat, että vain alkoholi ja kovat huumeet voivat aiheuttaa riippuvuutta. Neurokuvantamistekniikat ja uudemmat tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että tietyt miellyttävät toiminnot, kuten uhkapelit, ostokset ja seksi, voivat myös yhdistää aivot.

Uusi käsitys yhteisestä ongelmasta

Kukaan ei ala harjoittaa huumeriippuvuutta, mutta monet joutuvat sen ansaan. Harkitse viimeistä valtion tilastot. Lähes 23 miljoonaa amerikkalaista – lähes joka kymmenes – on riippuvainen alkoholista tai muista huumeista. Kolme parasta parhaat lääkkeet riippuvuutta aiheuttavia huumeita ovat marihuana, opioidikipulääkkeet ja kokaiini. Yli kaksi kolmasosaa ihmisistä käyttää väärin alkoholia. . He ajattelivat, että riippuvuuden voittaminen liittyi tunkeilijoiden rankaisemiseen tai vaihtoehtoisesti heidän rohkaisemiseen kokoamaan tahtoa irti tavasta.

Välittäjäaineet ovat hormonien tavoin ensisijaisia ​​lähettiläitä, mutta niiden vapautuminen ja toimintamekanismi kemiallisissa synapseissa on hyvin erilainen kuin hormonien. Presynaptisessa solussa välittäjäaineen sisältävät rakkulat vapauttavat sen paikallisesti hyvin pieneen tilavuuteen synaptista rakoa. Vapautunut välittäjäaine diffundoituu sitten raon poikki ja sitoutuu postsynaptisen kalvon reseptoreihin. Diffuusio on hidas prosessi, mutta niin lyhyen etäisyyden ylittäminen, joka erottaa pre- ja postsynaptisen kalvon (0,1 µm tai vähemmän), on riittävän nopea mahdollistaakseen nopean signaalin siirtymisen hermosolujen välillä tai hermosolun ja lihaksen välillä.

Sen jälkeen tieteellinen konsensus on muuttunut. Nykyään tunnistamme riippuvuuden krooninen sairaus joka muuttaa aivojen rakennetta ja toimintaa. Yhtä hyvin kuin sydän-ja verisuonitaudit vahingoittaa sydäntä ja diabetesta, pahentaa haimaa, huumeriippuvuus valtaa aivot. Tämä tapahtuu, kun aivot käyvät läpi sarjan muutoksia nautinnon tunnistamisesta pakkokäyttäytymiseen.

Aivot rekisteröivät kaikki nautinnot samalla tavalla, olivatpa ne peräisin psykoaktiivisesta lääkkeestä, rahallisesta palkkiosta, seksuaalisesta kontaktista tai tyydyttävästä ruoasta. Todennäköisyys, että huumeiden käyttö tai osallistuminen palkitsevaan toimintaan johtaa riippuvuuteen, on suoraan yhteydessä nopeuteen, jolla se edistää dopamiinin vapautumista, vapautumisen voimakkuudesta ja vapautumisen luotettavuudesta. Jopa saman lääkkeen käyttäminen eri antoreittien kautta voi vaikuttaa siihen, kuinka todennäköisesti se johtaa riippuvuuteen.

Minkä tahansa välittäjäaineen puute voi aiheuttaa erilaisia ​​häiriöitä, esim. erilaisia masennus. Uskotaan myös, että huume- ja tupakkariippuvuuden muodostuminen johtuu siitä, että näiden aineiden käyttö aktivoi mekanismeja välittäjäaineen serotoniinin sekä muiden välittäjäaineiden, jotka estävät (syrjäyttävät) samanlaisia ​​luonnollisia mekanismeja.

Esimerkiksi lääkkeen tupakointi tai sen anto suonensisäisesti, toisin kuin sen nieleminen pillerinä, johtaa yleensä nopeampaan, voimakkaampaan dopamiinisignaaliin ja johtaa todennäköisemmin huumeiden väärinkäyttöön.

Hippokampus tallentaa muistoja tästä nopeasta tyytyväisyyden tunteesta, ja amygdala luo ehdollisen vasteen tietyille ärsykkeille. Tiedemiehet uskoivat kerran, että nautinnon kokemus yksinään riitti kannustamaan ihmisiä jatkamaan jännittävän aineen tai toiminnan etsimistä.

Adrenaliini (epinefriini) (L-1 (3,4-dioksifenyyli)-2-metyyliaminoetanoli) on lisämunuaisen ydinhormoni sekä välittäjäaine. Kemiallisen rakenteensa mukaan se on katekoliamiini. Adrenaliinia löytyy useista elimistä ja kudoksista, sitä muodostuu merkittäviä määriä kromafiinikudoksessa, erityisesti lisämunuaisen ytimessä. Adrenaliini osallistuu reaktioiden, kuten "taistele tai pakene" toteuttamiseen, sen eritys lisääntyy jyrkästi stressaavissa olosuhteissa, rajatilanteissa, vaaran tunteessa, ahdistuksessa, pelossa, traumassa, palovammoissa ja shokkiolosuhteissa. Se aiheuttaa vatsan elinten, ihon ja limakalvojen vasokonstriktiota; vähemmässä määrin kaventaa luurankolihasten verisuonia. Valtimopaine lisääntyy adrenaliinin vaikutuksesta. Kuitenkin adrenaliinin painevaikutus, joka johtuu β-adrenergisten reseptoreiden virityksestä, on vähemmän vakio kuin adrenaliinin vaikutus. Muutokset sydämen toiminnassa ovat monimutkaisia: stimuloimalla sydämen adrenoreseptoreita adrenaliini edistää sydämen sykkeen merkittävää nousua ja nousua; samaan aikaan kuitenkin verenpaineen noususta johtuvien refleksimuutosten vuoksi esiintyy keskushermojen viritystä, jolla on estävä vaikutus sydämeen; seurauksena sydämen toiminta voi hidastua. Sydämen rytmihäiriöitä voi esiintyä, erityisesti hypoksiassa Adrenaliini rentouttaa keuhkoputkien sileät lihakset, laajentaa pupillit (johtuen iiriksen säteittäisten lihasten supistumisesta, joilla on adrenerginen hermotus) Adrenaliinin vaikutuksen alaisena , veren glukoosipitoisuuden nousu ja kudosten aineenvaihdunnan lisääntyminen. Adrenaliini tehostaa glukoneogeneesiä ja glykogenolyysiä, estää glykogeenisynteesiä maksassa ja luustolihaksissa, tehostaa glukoosin ottoa ja hyödyntämistä kudoksissa, mikä lisää glykolyyttisten entsyymien aktiivisuutta. Adrenaliini tehostaa myös lipolyysiä (rasvojen hajoamista) ja estää rasvasynteesiä. Korkeina pitoisuuksina adrenaliini tehostaa proteiinien kataboliaa. Jäljittelemällä stimuloivia "trofisia" sympaattisia vaikutuksia hermosäikeitä, adrenaliinia kohtalaisina pitoisuuksina, joilla ei ole liiallista katabolista vaikutusta, sillä on troofinen vaikutus sydänlihakseen ja luustolihakset. Pitkäaikaisessa altistumisessa kohtalaisille adrenaliinipitoisuuksille havaitaan sydänlihaksen ja luustolihasten koon (toiminnallinen hypertrofia) kasvu. Oletettavasti tämä vaikutus on yksi kehon pitkän aikavälin sopeutumismekanismeista krooninen stressi ja lisääntynyt liikunta. Samanaikaisesti pitkäaikainen altistuminen korkeille adrenaliinipitoisuuksille johtaa lisääntyneeseen proteiinien kataboliaan, lihasmassa ja voimaa, painonpudotusta ja uupumusta. Tämä selittää laihtumista ja uupumusta ahdistuksen aikana (stressi, joka ylittää kehon sopeutumiskyvyn) Adrenaliini parantaa luurankolihasten toimintakykyä (erityisesti väsymyksen aikana). Sen vaikutus on tässä suhteessa samanlainen kuin sympaattisten hermosäikeiden virityksen vaikutus Adrenaliinilla on keskushermostoa stimuloiva vaikutus, vaikka se läpäisee hemato-enkefaalisen esteen. Se lisää hereilläoloa, henkistä energiaa ja aktiivisuutta, aiheuttaa henkistä mobilisaatiota, suuntautumisreaktiota ja ahdistuksen, levottomuuden tai jännityksen tunnetta, syntyy rajatilanteissa Adrenaliinilla on myös voimakas antiallerginen ja anti-inflammatorinen vaikutus, estää histamiinin, serotoniinin, kiniinin ja muiden allergian ja tulehduksen välittäjien vapautuminen liikalihavista soluista vähentää kudosten herkkyyttä näille aineille. Adrenaliini lisää leukosyyttien määrää veressä, mikä johtuu osittain leukosyyttien vapautumisesta pernan varastosta, osittain verisolujen uudelleenjakautumisen vuoksi vasospasmin aikana ja osittain epätäydellisesti kypsien leukosyyttien vapautumisen vuoksi. luuydinvarasto. Yksi fysiologisista mekanismeista tulehdus- ja allergisten reaktioiden rajoittamiseksi on lisämunuaisytimen lisääntynyt adrenaliinin eritys, jota esiintyy monilla akuutteja infektioita, tulehdusprosessit, allergiset reaktiot.. Lisäksi adrenaliini lisää verihiutaleiden määrää ja toiminnallista aktiivisuutta, mikä yhdessä pienten kapillaareiden kouristuksen kanssa aiheuttaa adrenaliinin hemostaattisen (hemostaattisen) vaikutuksen. Yksi hemostaasiin vaikuttavista fysiologisista mekanismeista on adrenaliinipitoisuuden lisääntyminen veressä verenhukan aikana.

Mutta uusimmat tutkimukset viittaavat siihen, että tilanne on monimutkaisempi. Dopamiini ei ainoastaan ​​edistä nautinnon kokemista, vaan sillä on myös rooli oppimisessa ja muistissa - kaksi avaintekijää siirtymisessä jonkin rakastamisesta siihen riippuvaisuuteen.

Nykyisen riippuvuusteorian mukaan dopamiini on vuorovaikutuksessa toisen välittäjäaineen, glutamaatin, kanssa ottaakseen hallintaansa palkkioihin perustuvan aivojärjestelmän. Tällä järjestelmällä on tärkeä rooli elämän ylläpitämisessä, koska se yhdistää ihmisen selviytymiseen tarvittavat toimet nautintoon ja palkkioon.

norepinefriini, norepinefriini ,L-1-(3,4-dioksifenyyli)-2-aminoetanoli- lisämunuaisen ydinhormoni ja välittäjäaine. Viittaa biogeenisiin amiineihin, katekoliamiinien ryhmään Norepinefriini on adrenaliinin esiaste. Kemiallisen rakenteen mukaan norepinefriini eroaa siitä siinä, että sivuketjun typpiaminoryhmän atomissa ei ole metyyliryhmää, sen toiminta hormonina on suurelta osin synergistinen adrenaliinin toiminnan kanssa. Sitä pidetään yhtenä tärkeimmistä "herätyksen välittäjistä". Noradrenergiset projektiot ovat mukana nousevassa retikulaarisessa aktivoivassa järjestelmässä Norepinefriinin synteesi Norepinefriinin esiaste on dopamiini (se syntetisoidaan tyrosiinista, joka puolestaan ​​on fenyylialaniinin johdannainen), joka dopamiini-beeta-hydroksylaasientsyymin avulla hydroksyloituu (kiinnittää OH-ryhmän) noradrenaliiniin synaptisten päiden vesikkeleissä. Samalla norepinefriini estää entsyymiä, joka muuttaa tyrosiinin dopamiinin esiasteeksi, minkä ansiosta sen synteesin itsesäätely tapahtuu Norepinefriinireseptorit Alfa-1, alfa-2 ja Norepinefriinin beeta-reseptorit eristetään. Jokainen ryhmä on jaettu alaryhmiin, jotka eroavat affiniteetiltaan eri agonisteihin, antagonisteihin ja osittain toimintoihin. Alfa-1- ja beeta-reseptorit voivat olla vain postsynaptisia ja stimuloida adenylaattisyklaasia, alfa-2 voi olla sekä post- että pre-synaptista ja estää adenylaattisyklaasia. Beeta-reseptorit stimuloivat lipolyysiä Norepinefriinin hajoaminen Norepinefriinillä on useita hajoamisreittejä, joita tarjoavat kaksi entsyymiä: monoamiinioksidaasi-A (MAOA) ja katekoli-O-metyylitransferaasi (COMT). Lopulta norepinefriini muuttuu joko 3-metoksi-4-hydroksifenyyliglykoliksi (en: 3-Methoxy-4-hydroxyphenylglycol) tai vanillyylimantelihapoksi (en: Vanillyl mandelic acid). Noradrenerginen järjestelmä. Norepinefriini on välittäjä kuin sinertävä täplä ( lat. locus caeruleus) aivorungon ja sympaattisen hermoston päätteet. Noradrenergisten hermosolujen määrä keskushermostossa on pieni (useita tuhansia), mutta niillä on hyvin laaja hermokenttä aivoissa.

Aivojen palkitsemispiiri sisältää alueita, jotka liittyvät motivaatioon ja muistiin sekä nautintoon. Jännittävät aineet ja käytöstavat stimuloivat samaa piiriä ja sitten ylikuormittavat sitä. Toisin sanoen tämä prosessi rohkaisee meitä toimimaan yrittäen löytää nautinnon lähde. Riippuvuuden määrittäminen ei ole aivan helppoa. Ja tämän myöntäminen ei ole helppoa, lähinnä huumeriippuvuuteen liittyvän leimautumisen ja häpeän vuoksi. Mutta ongelman tunnustaminen on ensimmäinen askel toipumiseen.

Vastaus "kyllä" johonkin seuraavista kolmesta kysymyksestä viittaa siihen, että sinulla saattaa olla huumeongelma ja vähintään tulee kysyä neuvoa terveydenhuollon tarjoajalta lisäarviointia ja ohjausta varten. Käytätkö enemmän ainetta tai käytätkö käyttäytymistä enemmän kuin aikaisemmin? Onko sinulla vieroitusoireita, kun et käytä päihteitä tai käytät tällaista toimintaa? Oletko koskaan valehdellut kenellekään päihteiden käytöstäsi tai käyttäytymisesi laajuudesta? Ajan myötä aivot mukautuvat tavoilla, jotka tekevät halutusta aineesta tai toiminnasta vähemmän nautittavaa.

dopamiini ( dopamiini ,DA) on välittäjäaine sekä lisämunuaisytimen ja muiden kudosten (esim. munuaisten) tuottama hormoni.Kemiallisen rakenteen mukaan dopamiini kuuluu biogeenisiin amiineihin, erityisesti katekoliamiineihin. Dopamiini on norepinefriinin (ja vastaavasti adrenaliinin) esiaste sen biosynteesissä. Dopamiini on yksi sisäisen vahvistuksen (IRF) kemiallisista tekijöistä. Kuten useimmat näistä tekijöistä, dopamiinilla on huumausaineanalogeja, esimerkiksi amfetamiini, metamfetamiini, efedriini, metkatinoni Kokaiini on dopamiinin takaisinoton estäjä. Reserpiini estää dopamiinin pumppaamisen presynaptisiin vesikkeleihin

Luonnossa palkinnot tulevat yleensä vain ajan ja vaivan kera. Riippuvuutta aiheuttavat lääkkeet ja käyttäytyminen tarjoavat oikotien, jotka täyttävät aivot dopamiinilla ja muilla välittäjäaineilla. Aivomme eivät helppo tie vastustaa painetta. Esimerkiksi riippuvuutta aiheuttavat lääkkeet voivat vapauttaa kahdesta kymmeneen kertaa enemmän dopamiinia kuin luonnolliset palkkiot, ja tekevät sen nopeammin ja luotettavammin. Ihmisellä, joka tulee riippuvaiseksi, aivojen reseptorit ylikuormituvat. Aivot reagoivat tuottamalla vähemmän dopamiinia tai sulkemalla dopamiinireseptoreita, mikä on samanlainen mukautuminen kuin kaiuttimen äänenvoimakkuuden vähentäminen, kun melu on liian kova.

Serotoniini 5-hydroksitryptamiini,5-HT on tärkeä välittäjähormoni. Serotoniini kuuluu kemiallisen rakenteensa mukaan biogeenisiin amiineihin, tryptamiinien luokkaan.. Serotoniini välittäjäaineena Serotoniini toimii välittäjäaineena keskushermostossa. Serotonergiset neuronit ryhmitellään aivorunkoon: pons varolii ja raphe ytimiin. Sillalta on laskevia projektioita selkäytimeen, raphe-ytimien hermosolut antavat nousevat projektiot pikkuaivoon, limbiseen järjestelmään, tyviganglioihin ja aivokuoreen. Samaan aikaan dorsaalisten ja mediaalisten ytimien hermosolut muodostavat aksoneja, jotka eroavat morfologisesti, elektrofysiologisesti hermotuksen kohteissa ja herkkyydessä tietyille neurotoksisille aineille, esimerkiksi ekstaasille.

Näiden mukautusten seurauksena dopamiinilla on vähemmän vaikutusta aivojen palkitsemiskeskukseen. Ihmiset, jotka kehittävät riippuvuuden, huomaavat yleensä, että ajan myötä haluttu aine ei enää tarjoa heille niin paljon iloa. Heidän on otettava sitä enemmän saadakseen saman dopamiinin "korkealle", koska heidän aivonsa ovat sopeutuneet - tämä vaikutus tunnetaan toleranssina.

Tässä vaiheessa pakottaminen ottaa vallan. Riippuvuutta aiheuttaviin huumeisiin tai käyttäytymiseen liittyvä mielihyvä vähenee, mutta kuitenkin muisti halutusta vaikutuksesta ja tarpeesta luoda se uudelleen säilyy. Ihan kuin normaali motivaatiomekanismi ei enää toimisi.

Asetyylikoliini (lat. Acetulkoliini) - biogeeninen amiini, joka viittaa kehossa muodostuviin aineisiin. Nimisynonyymit: acetylchlolinum chloratum, acecoline, citokoliini, miokoli jne.

aivokudokset

Aivot on suljettu luotettavaan kallon kuoreen (lukuun ottamatta yksinkertaisia ​​organismeja). Lisäksi se on peitetty kuorilla (lat. aivokalvot) sidekudoksesta - kiinteä (lat. dura mater) ja pehmeä (lat. pia mater), jonka välissä sijaitsee vaskulaarinen tai araknoidi (lat. arachnoidea) kuori. Kuorien ja pään pinnan välissä ja selkäydin sijaitsee aivo-selkäydinneste (jota usein kutsutaan aivo-selkäydinnesteeksi) - aivo-selkäydinneste (lat. viinaa).Aivo-selkäydinnestettä löytyy myös aivojen kammioista. Tämän nesteen ylimäärää kutsutaan vesipääksi. Vesipää on synnynnäinen (useammin), esiintyy vastasyntyneillä ja hankittu.

Myös aiemmin mainittu oppimisprosessi tulee mukaan. Hippokampus ja amygdala tallentavat tietoa haluttuun aineeseen liittyvistä ympäristön vihjeistä, jotta se voidaan löytää uudelleen. Nämä muistot auttavat luomaan ehdollisen reaktion – voimakkaan himon – aina, kun henkilö kohtaa nämä ympäristön vihjeet.

Heroiinia sairastava voi olla uusiutumisvaarassa, kun hän näkee esimerkiksi ihonalaisen neulan, kun taas toinen voi aloittaa juomisen uudelleen nähtyään viskipullon. Järjestetty koulutus auttaa selittämään, miksi ihmiset, joille kehittyy riippuvuuden riski, jopa vuosien pidättäytymisen jälkeen. Sen sijaan voit suojautua riippuvuudelta sanomalla kyllä ​​muille. Kehitä erilaisia ​​kiinnostuksen kohteita, jotka antavat elämällesi merkityksen. Ymmärrä, että ongelmasi ovat yleensä tilapäisiä, ja mikä ehkä tärkeintä, ymmärrä, että elämän ei ole aina tarkoitus olla miellyttävää.

Korkeampien selkärankaisten organismien aivot koostuvat useista rakenteista: aivokuoresta, tyvihermoista, talamuksesta, pikkuaivoista ja aivorungosta. Nämä rakenteet ovat yhteydessä toisiinsa hermosäikeillä (poluilla). Aivojen osaa, joka koostuu pääasiassa soluista, kutsutaan harmaaksi aineeksi, hermosäikeistä - valkoiseksi aineeksi. Valkoinen väri on myeliinin, kuidut peittävän aineen, väri Kuitujen demyelinisaatio johtaa vakaviin aivohäiriöihin - (multippeliskleroosi).

Tutkimukset osoittavat, että äly tulee muista aivosoluista kuin hermosoluista. Valkosolu on ihmisen astrosyytti, jolla on ainutlaatuiset pitkät antennit, jotka läpäisevät useita harmaan aineen kerroksia. Ryhmä neurotieteilijöitä siirsi soluja ihmisaivot hiirten aivoihin ja havaitsi, että jyrsijien oppimis- ja muistinopeus ylitti huomattavasti tavallisten hiirten nopeuden. On huomattava, että siirretyt solut eivät olleet hermosoluja, vaan pikemminkin glia-nimistä aivosolutyyppejä, jotka eivät pysty välittämään sähköistä signaalia.

aivosolut

Aivosoluihin kuuluvat neuronit (solut, jotka tuottavat ja välittävät hermoimpulsseja) ja gliasolut, jotka suorittavat tärkeitä lisätoimintoja. (Voimme olettaa, että neuronit ovat aivojen parenkyymi ja gliasolut ovat strooma). Neuronit on jaettu kiihottaviksi (eli aktivoivat muiden hermosolujen purkaukset) ja estävät (estävät muiden hermosolujen virittymisen).

Uudet havainnot osoittavat, että tiedonkäsittely aivoissa ylittää neuronien välisen sähköisen signaalin mekanismin. Kokeiden motiivina oli halu ymmärtää glian toimintoja ja testata kiehtovaa mahdollisuutta, että ei-sähköiset aivosolut voisivat myötävaikuttaa tiedonkäsittelyyn, kognitioon ja ehkä jopa ennennäkemättömään kognitiiviseen kykyyn ihmisaivoissa, jotka ovat paljon parempia kuin minkä tahansa muun eläimen.

Moderni ajattelu siitä, kuinka aivot toimivat solutasolla, perustuu suuren espanjalaisen neuroanatomin ja palkitun yli sata vuotta sitten perustamaan perustaan. Nobel palkinto Ramon Kayal, joka keksi neuronidoktriinin. Tämä oppi sanoo, että kaikki tiedon käsittely ja siirto hermosto tapahtuu, kun sähköiset signaalit kulkevat neuronien läpi yhteen suuntaan, saapuvat synapseihin hermosolujen juuren kaltaisissa dendriiteissä ja siirtyvät sitten neuronista sen lankamaisen aksonin kautta nopeina sähköimpulsseina, jotka stimuloivat piirin seuraavaa neuronia pisteiden kautta. läheinen lähestymistapa, jota kutsutaan synapsiksi.

Kommunikaatio neuronien välillä tapahtuu synaptisen siirron kautta. Jokaisella neuronilla on pitkä prosessi, jota kutsutaan aksoniksi, jonka kautta se välittää impulsseja muille hermosoluille. Aksoni haarautuu ja muodostaa synapseja kosketuskohdassa muiden hermosolujen kanssa - hermosolujen rungossa, idendriitit (lyhyet prosessit). Aksoaksonaaliset ja dendrodendriittiset synapsit ovat paljon harvinaisempia. Siten yksi neuroni vastaanottaa signaaleja monilta neuroneilta ja vuorostaan ​​lähettää impulsseja monille muille.

Kaikki ajattelu siitä, kuinka aivot vastaanottavat aistinvaraista syötettä, suorittavat laskennallista analyysiä, synnyttävät ajatuksia, tunteita ja käyttäytymistä, perustuvat neuronidoktriiniin. Kuitenkin sisään viime vuodet Jotkut neurotieteilijät ovat alkaneet ihmetellä, voivatko nämä hermosolujen tukitoiminnot muiden huonosti ymmärretyn gliabiologian näkökohtien ohella olla mukana oppimisessa, muistissa ja muissa kognitiivisissa toiminnoissa. Ihmisen hiiri, solun kantasolusta.

Molemmat ovat Translational Medicine in -keskuksen jäseniä Terveyskeskus Rochesterin yliopisto. Ihmisen glia ja erityisesti astrosyytit ovat hyvin erilaisia ​​kuin jyrsijät, Goldman selittää. "Ihmisen astrosyytit ovat suurempia ja monimuotoisempia morfologialtaan, piirteitä, jotka ovat seuranneet ihmisen aivojen kehitystä." Tutkijat totesivat, että ihmisen astrosyytit olivat tilavuudeltaan 20 kertaa suurempia kuin jyrsijän astrosyytit. Tämä oli paljon enemmän kuin suhteellinen kasvu ihmisen hermosoluissa verrattuna jyrsijän hermosoluihin.

Useimmissa synapseissa signaalinsiirto tapahtuu kemiallisesti - välittäjäaineiden kautta. Välittäjät vaikuttavat postsynaptisiin soluihin sitoutumalla kalvoreseptoreihin, joille ne ovat spesifisiä ligandeja. Reseptorit voivat olla ligandiportteja ionikanavia, niitä kutsutaan myös ionotrooppinen reseptoreihin, tai ne voivat liittyä solunsisäisten toisten lähettiläiden järjestelmiin (tällaisia ​​reseptoreita kutsutaan metabotrooppinen). Ionotrooppisten reseptorien virrat muuttavat suoraan solukalvon varausta, mikä johtaa sen virittymiseen tai estoon. Esimerkkejä ionotrooppisista reseptoreista ovat GABA-reseptorit (estävä, on kloridikanava) tai glutamaatti (kiihottava, natriumkanava). Esimerkkejä metabotrooppisista reseptoreista ovat katasetyylikoliinin muskariinireseptori, knorepinefriinin, endorfiinien ja serotoniinin reseptorit. Koska ionotrooppisten reseptorien toiminta johtaa suoraan estoon tai virittymiseen, niiden vaikutukset kehittyvät nopeammin kuin metabotrooppisten reseptorien tapauksessa (1-2 millisekuntia vastaan ​​50 millisekuntia - muutama minuutti).

Ihmisen astrosyytit näyttivät erilaisilta: ihmisen astrosyyttien muoto on paljon monimutkaisempi. Jotkut ihmisen astrosyytit laajentavat solun laajennuksia, jotka tunkeutuvat syvälle useiden harmaaainekerrosten läpi aivokuoressa, mitä ei näy hiiren aivoissa. Itse asiassa neurotieteilijä Alphonse Arakin, Madridin Cajal-instituutin neurologin mukaan tämä ero eläinten ja ihmisten astrosyyttien välillä ei jäänyt Ramon ý Cajalin huomaamatta, mutta tämä anatominen uteliaisuus heitettiin roskakori historiaa, puuttuu kaikista aihetta koskevista nykyaikaisista teksteistä.

Aivojen neuronien muoto ja koko ovat hyvin erilaisia, jokaisessa sen osastossa on erilaisia ​​​​soluja. On päähermosoluja, joiden aksonit välittävät impulsseja muille osastoille, ja interneuroneja, jotka suorittavat kommunikaatiota kunkin osaston sisällä. Esimerkkejä päähermosoluista ovat aivokuoren pyramidisolut ja pikkuaivojen Purkinjem-solut. Esimerkkejä interneuroneista ovat aivokuoren korisolut.

Ehkä osa siitä, mikä saa meidät elämään astrosyyteissä, Arake ehdotti. Astrosyyttien määrän ja monimutkaisuuden lisääntyminen ihmisen aivoissa vaikuttaa enemmän kuin neuronit iso nousu aivojen tilavuus ihmisillä ja kädellisillä. ”Ihmisen aivojen evoluution aikana niiden tilavuus kasvoi noin 300 % verrattuna kädellisten esi-isiisi; päinvastoin, neuronien arvioitu määrä on vain 25 % suurempi kuin muissa kädellisissä”, Arake sanoo. Sitä vastoin hiirten ja miesten aivojen neuronit eivät eroa paljon toisistaan.

Miten astrosyytit vaikuttavat kvanttihyppyyn ihmisen aivoissa? Ihmisen astrosyytit eivät eroa vain niiden suhteen suuret koot, mutta myös paljon nopeampi viestintänopeus. Sen sijaan, että tuottaisivat sähköisiä signaaleja, astrosyytit kommunikoivat muiden astrosyyttien ja välittäjäaineita käyttävien hermosolujen kanssa. Astrosyyttien sisällä olevia signaaleja kuljettavat usein nopeat kalsiumionien aallot, jotka reagoivat välittäjäaineisiin, jotka stimuloivat reseptoreja solukalvo. Nedergaard ja kollegat havaitsivat, että nämä kalsiumsignaaliaallot olivat 3 kertaa nopeampia ihmisen astrosyyteissä kuin hiiren astrosyyteissä.

Hormonit voivat myös moduloida neuronien toimintaa joissakin aivojen osissa.

Joiden luut suojaavat aivoja ulkoisilta vaikutuksilta mekaanisia vaurioita. Kasvu- ja kehitysprosessissa aivot ottavat kallon muodon.

Ihmisen aivot sisältävät keskimäärin 100 (\displaystyle 100) miljardia neuronia ja kuluttaa ravintoon 50 % (\displaystyle 50\%) maksan tuottama ja vereen vapautuva glukoosi.

Ihmisaivot sagittaalisessa osassa, suurten aivorakenteiden venäläisillä nimillä

Ihmisaivot, alhaalta katsottuna, suurten aivorakenteiden venäläisillä nimillä

aivojen massa

aivojen massa normaalit ihmiset vaihtelee 1000:sta yli 2000 grammaan, mikä on keskimäärin noin 2 % kehon painosta. Miesten aivojen massa on keskimäärin 100-150 grammaa enemmän kuin naisten. Yleisesti uskotaan, että ihmisen henkiset kyvyt riippuvat aivojen massasta: miten enemmän painoa aivot, sitä lahjakkaampi henkilö. On kuitenkin selvää, että näin ei aina ole. Esimerkiksi I. S. Turgenevin aivot painoivat 2012 ja Anatole Francen aivot - 1017. Raskaimmat aivot - 2850 g - löytyi henkilöltä, joka kärsi epilepsiasta ja idioottisuudesta. Hänen aivonsa olivat toiminnallisesti vialliset. Joten aivojen massan ja yksilön henkisten kykyjen välillä ei ole suoraa yhteyttä.

Suurissa näytteissä lukuisissa tutkimuksissa on kuitenkin löydetty positiivinen korrelaatio aivomassan ja henkisten kykyjen välillä sekä tiettyjen aivojen osien massan ja erilaisten kognitiivisten kykyjen mittareiden välillä. Useat tutkijat kuitenkin varovat käyttämästä näitä tutkimuksia perustellakseen johtopäätöstä, jonka mukaan joillakin etnisillä ryhmillä (kuten Australian aboriginaalit) on alhainen henkinen kyky, jolla on pienempi keskimääräinen aivokoko. Richard Lynnin mukaan rodulliset erot aivojen koossa muodostavat noin neljänneksen älykkyyden erosta.

Aivojen kehitysastetta voidaan arvioida erityisesti selkäytimen ja aivojen massan suhteen perusteella. Joten kissoilla se on 1:1, koirilla - 1:3, alemmilla apinoilla - 1:16, ihmisillä - 1:50. Yläpaleoliittisen kauden ihmisillä aivot olivat havaittavissa (10-12 %) suurempi kuin aivot moderni mies - 1:55-1:56.

Aivojen rakenne

Useimpien ihmisten aivojen tilavuus on 1250-1600 kuutiosenttimetriä ja se on 91-95 % kallon tilavuudesta. Aivoissa erotetaan viisi osaa: pitkulainen ydin, takaosa, joka sisältää sillan ja pikkuaivot, käpyrauhanen, keski-, väli- ja etuaivot, joita edustavat aivopuoliskot. Yllä olevan osastoihin jaon lisäksi koko aivot on jaettu kolmeen suureen osaan:

  • pallonpuolisko isot aivot;
  • pikkuaivot;
  • aivorunko.

Aivokuori peittää kaksi aivopuoliskoa: oikean ja vasemman.

Aivojen kuoret

Aivot, kuten selkäydin, on peitetty kolmella kalvolla: pehmeä, arachnoid ja kova.

Kiinteä aivokalvot rakennettu tiheästä sidekudoksesta, vuorattu sisältä litteillä kostutetuilla soluilla, sulautuu tiiviisti kallon luihin sisäpohjansa alueella. kovan ja välillä arachnoid-kuoret subduraalinen tila on täynnä seroosia.

Aivojen rakenteelliset osat

Ydin

Nämä alueet toimivat kaikkien kolmen aivojen lohkon konglomeraattina. Mutta niiden joukossa aivojen toiminnan säätelylohkon (aivojen ensimmäinen lohko) rakenteet saavuttavat korkeimman kypsymisen. Toisessa (tiedon vastaanotto-, käsittely- ja tallennuslohko) ja kolmannessa (toiminnan ohjelmoinnin, säätelyn ja ohjauksen lohko) lohkoissa vain ne aivokuoren alueet, jotka kuuluvat primaarilohkoihin, jotka vastaanottavat tulevaa tietoa (toinen lohko) ja muodostavat lähteviä motorisia impulsseja, osoittautuvat kypsimmiksi (3. lohko).

Muut aivokuoren alueet eivät lapsen syntymään mennessä saavuta riittävää kypsyyttä. Tämän todistaa niihin sisältyvien solujen pieni koko, niiden pieni leveys ylemmät kerrokset, jotka suorittavat assosiatiivista toimintaa, niiden viemäalueen suhteellisen pieni koko ja niiden elementtien riittämätön myelinoituminen.

Aika 2-5 vuotta

Ikä alkaen kaksi ennen viisi vuoden aikana tapahtuu aivojen sekundaaristen assosiatiivisten kenttien kypsymistä, joista osa (analysaattorijärjestelmien toissijaiset gnostiset vyöhykkeet) sijaitsee toisessa ja kolmannessa lohkossa (premotorinen alue). Nämä rakenteet tarjoavat prosesseja toimintosarjan havaitsemiseksi ja suorittamiseksi.

Ajanjakso 5-7 vuotta

Seuraavaksi kypsät ovat aivojen tertiääriset (assosiatiiviset) kentät. Ensin kehittyy posteriorinen assosiatiivinen kenttä - parietaalinen-temporaalinen-okcipital-alue, sitten anteriorinen assosiaatiokenttä - prefrontaalinen alue.

Tertiääriset kentät vievät eniten korkea asema eri aivoalueiden välisen vuorovaikutuksen hierarkiassa, ja täällä suoritetaan monimutkaisimmat tiedonkäsittelyn muodot. Takaisin assosiaatioalue tarjoaa synteesin kaikesta saapuvasta multimodaalisesta tiedosta supramodaaliseksi kokonaisvaltaiseksi heijastukseksi subjektia ympäröivästä todellisuudesta sen yhteyksien ja suhteiden kokonaisuutena. Anteriorinen assosiaatioalue on vastuussa monimutkaisten muotojen vapaaehtoisesta säätelystä. henkistä toimintaa, mukaan lukien tähän toimintaan tarvittavien, olennaisten tietojen valinta, sen pohjalta toimintaohjelmien muodostaminen ja niiden oikean kulun valvonta.

  • Sagan, Carl. Eedenin lohikäärmeet. Päättelyä ihmismielen evoluutiosta = Sagan, Carl. Eedenin lohikäärmeet. Spekulaatioita ihmisen älykkyyden kehityksestä / per. englannista. N.S. Levitina (1986). - Pietari. : TID Amphora, 2005. - S. 265.
  • Bloom F., Leizerson A., Hofstadter L. Aivot, mieli ja käyttäytyminen. - M., 1988.