17.08.2018

Anong tissue ang binubuo ng utak? Ang kulay abong bagay ng utak: kung ano ang binubuo nito at kung ano ang responsable nito


Mga Neurotransmitter ( mga neurotransmitter,mga tagapamagitan) - mga biologically active na kemikal, kung saan ang paghahatid ng isang electrical impulse mula sa isang nerve cell sa pamamagitan ng synaptic space sa pagitan ng mga neuron ay isinasagawa. salpok ng ugat ang pagpasok sa presynaptic ending ay nagiging sanhi ng paglabas sa synaptic cleft ng neurotransmitter. Ang mga molekula ng tagapamagitan ay tumutugon sa mga tiyak na protina ng receptor ng lamad ng cell, na nagpapasimula ng isang kadena ng mga biochemical na reaksyon na nagdudulot ng pagbabago sa kasalukuyang transmembrane ion, na humahantong sa depolarization ng lamad at ang paglitaw ng isang potensyal na pagkilos.

Sa loob ng maraming taon, naniniwala ang mga eksperto na ang alkohol at matapang na droga lamang ang maaaring maging sanhi ng pagkagumon. Gayunpaman, ipinakita ng mga teknolohiyang neuroimaging at mas kamakailang pananaliksik na ang ilang mga kasiya-siyang aktibidad tulad ng pagsusugal, pamimili, at pakikipagtalik ay maaari ding mag-co-opt sa utak.

Bagong pag-unawa sa isang karaniwang problema

Walang sinuman ang nagsisimula sa pagkalulong sa droga, ngunit marami ang nahulog sa bitag nito. Isaalang-alang ang huli istatistika ng estado. Halos 23 milyong Amerikano - halos isa sa sampu - ay gumon sa alkohol o iba pang droga. Nangungunang tatlo ang pinakamahusay na mga gamot Ang mga nakakahumaling na gamot ay kinabibilangan ng marihuwana, opioid na pangpawala ng sakit at cocaine. Mahigit sa dalawang-katlo ng mga tao ang umaabuso sa alkohol. . Naisip nila na ang pagtagumpayan ng pagkagumon ay may kinalaman sa pagpaparusa sa mga nanghihimasok o, salitan, sa paghikayat sa kanila na mag-ipon ng kalooban na sirain ang ugali.

Ang mga neurotransmitter ay, tulad ng mga hormone, mga pangunahing messenger, ngunit ang kanilang paglabas at mekanismo ng pagkilos sa mga kemikal na synapses ay ibang-iba sa mga hormone. Sa presynaptic cell, ang mga vesicle na naglalaman ng neurotransmitter ay naglalabas nito nang lokal sa isang napakaliit na dami ng synaptic cleft. Ang pinakawalan na neurotransmitter pagkatapos ay nagkakalat sa lamat at nagbubuklod sa mga receptor sa postsynaptic membrane. Ang diffusion ay isang mabagal na proseso, ngunit ang pagtawid sa napakaikling distansya na naghihiwalay sa pre- at postsynaptic membranes (0.1 µm o mas kaunti) ay sapat na mabilis upang payagan ang mabilis na paghahatid ng signal sa pagitan ng mga neuron o sa pagitan ng isang neuron at isang kalamnan.

Simula noon, nagbago ang siyentipikong pinagkasunduan. Ngayon ay kinikilala natin ang pagkagumon bilang malalang sakit na nagbabago sa istraktura at paggana ng utak. Pati na rin ang mga sakit sa cardiovascular makapinsala sa puso at diyabetis, lumala ang pancreas, ang pagkalulong sa droga ay tumatagal sa utak. Nangyayari ito kapag ang utak ay dumaan sa isang serye ng mga pagbabago, mula sa pagkilala sa kasiyahan hanggang sa pagsunod sa mga mapilit na pag-uugali.

Inirerehistro ng utak ang lahat ng kasiyahan sa parehong paraan, mula man ito sa isang psychoactive na gamot, gantimpala sa pera, pakikipagtalik, o kasiya-siyang pagkain. Ang posibilidad na ang paggamit ng droga o pakikilahok sa isang kapakipakinabang na aktibidad ay hahantong sa pagkagumon ay direktang nauugnay sa rate kung saan ito nagpo-promote ng dopamine release, ang intensity ng release na iyon, at ang pagiging maaasahan ng release na iyon. Kahit na ang paggamit ng parehong gamot sa pamamagitan ng iba't ibang ruta ng pangangasiwa ay maaaring makaapekto sa posibilidad na ito ay humantong sa pagkagumon.

Ang kakulangan ng alinman sa mga neurotransmitter ay maaaring magdulot ng iba't ibang mga karamdaman, halimbawa, iba't ibang uri depresyon. Ito rin ay pinaniniwalaan na ang pagbuo ng pag-asa sa mga droga at tabako ay dahil sa ang katunayan na ang paggamit ng mga sangkap na ito ay nagpapagana ng mga mekanismo para sa paggawa ng neurotransmitter serotonin, pati na rin ang iba pang mga neurotransmitter na humaharang (nagpalit) ng mga katulad na natural na mekanismo.

Halimbawa, ang paninigarilyo ng isang gamot o pagbibigay nito sa intravenously, kumpara sa paglunok nito bilang isang tableta, ay may posibilidad na magresulta sa isang mas mabilis, mas malakas na signal ng dopamine at mas malamang na humantong sa pag-abuso sa droga.

Ang hippocampus ay nag-iimbak ng mga alaala ng mabilis na pakiramdam ng kasiyahan, at ang amygdala ay lumilikha ng isang nakakondisyon na tugon sa ilang mga stimuli. Minsan ay naniniwala ang mga siyentipiko na ang karanasan ng kasiyahan lamang ay sapat na upang hikayatin ang mga tao na patuloy na maghanap ng isang kapana-panabik na sangkap o aktibidad.

Ang adrenaline (epinephrine) (L-1 (3,4-Dioxyphenyl) -2-methylaminoethanol) ay ang pangunahing hormone ng adrenal medulla, pati na rin ang isang neurotransmitter. Ayon sa istrukturang kemikal nito, ito ay isang catecholamine. Ang adrenaline ay matatagpuan sa iba't ibang mga organo at tisyu, ay nabuo sa makabuluhang dami sa chromaffin tissue, lalo na sa adrenal medulla. Ang adrenaline ay kasangkot sa pagpapatupad ng mga reaksyon tulad ng "labanan o paglipad", ang pagtatago nito ay tumataas nang husto sa mga nakababahalang kondisyon, mga sitwasyon sa hangganan, isang pakiramdam ng panganib, pagkabalisa, takot, trauma, pagkasunog at mga kondisyon ng pagkabigla. Nagdudulot ito ng vasoconstriction ng mga organo ng tiyan, balat at mauhog na lamad; sa isang mas mababang lawak ay nagpapaliit sa mga sisidlan ng mga kalamnan ng kalansay. Presyon ng arterya tumataas sa ilalim ng impluwensya ng adrenaline. Gayunpaman, ang epekto ng pressor ng epinephrine dahil sa paggulo ng mga β-adrenergic receptor ay hindi gaanong pare-pareho kaysa sa epekto ng adrenaline. Ang mga pagbabago sa aktibidad ng puso ay kumplikado: sa pamamagitan ng pagpapasigla sa mga adrenoreceptor ng puso, ang adrenaline ay nag-aambag sa isang makabuluhang pagtaas at pagtaas sa rate ng puso; sa parehong oras, gayunpaman, dahil sa mga pagbabago sa reflex dahil sa isang pagtaas sa presyon ng dugo, ang paggulo ng mga central vagus nerve ay nangyayari, na may nagbabawal na epekto sa puso; bilang resulta, maaaring bumagal ang aktibidad ng puso. Maaaring mangyari ang cardiac arrhythmias, lalo na sa ilalim ng mga kondisyon ng hypoxia. Ang adrenaline ay nagdudulot ng relaxation ng makinis na mga kalamnan ng bronchial tubes, pagluwang ng mga mag-aaral (dahil sa pag-urong ng radial muscles ng iris, na mayroong adrenergic innervation). Sa ilalim ng impluwensya ng adrenaline , pagtaas ng glucose sa dugo at pagtaas ng metabolismo ng tissue. Pinahuhusay ng adrenaline ang gluconeogenesis at glycogenolysis, pinipigilan ang synthesis ng glycogen sa atay at mga kalamnan ng kalansay, pinahuhusay ang uptake at paggamit ng glucose sa pamamagitan ng mga tisyu, pinatataas ang aktibidad ng glycolytic enzymes. Pinahuhusay din ng adrenaline ang lipolysis (pagkasira ng taba) at pinipigilan ang fat synthesis. Sa mataas na konsentrasyon, pinahuhusay ng adrenaline ang catabolism ng protina. Sa pamamagitan ng paggaya sa mga epekto ng pagpapasigla ng "trophic" sympathetic mga hibla ng nerve, adrenaline sa katamtamang mga konsentrasyon na walang labis na catabolic effect, ay may trophic effect sa myocardium at mga kalamnan ng kalansay. Sa matagal na pagkakalantad sa katamtamang konsentrasyon ng adrenaline, ang pagtaas sa laki (functional hypertrophy) ng myocardium at skeletal muscles ay nabanggit. Marahil, ang epekto na ito ay isa sa mga mekanismo ng pagbagay ng katawan sa pangmatagalang talamak na stress at nadagdagan pisikal na Aktibidad. Kasabay nito, ang matagal na pagkakalantad sa mataas na konsentrasyon ng adrenaline ay humahantong sa pagtaas ng catabolism ng protina, isang pagbawas sa masa ng kalamnan at lakas, pagbaba ng timbang at pagkahapo. Ipinapaliwanag nito ang pangangati at pagkahapo sa panahon ng pagkabalisa (stress na lumampas sa kakayahang umangkop ng katawan). Pinapabuti ng adrenaline ang kakayahang gumana ng mga kalamnan ng kalansay (lalo na sa panahon ng pagkapagod). Ang pagkilos nito ay katulad sa pagsasaalang-alang na ito sa epekto ng paggulo ng mga sympathetic nerve fibers. Ang adrenaline ay may nakapagpapasigla na epekto sa central nervous system, bagaman ito ay mahinang tumagos sa hemato-encephalic barrier. Pinapataas nito ang antas ng pagpupuyat, enerhiya ng pag-iisip at aktibidad, nagiging sanhi ng pagpapakilos ng kaisipan, isang reaksyon ng oryentasyon at isang pakiramdam ng pagkabalisa, pagkabalisa o pag-igting, ay nabuo sa mga sitwasyong may hangganan. Ang adrenaline ay mayroon ding binibigkas na anti-allergic at anti-inflammatory effect, inhibits ang pagpapalabas ng histamine, serotonin, kinin at iba pang mga tagapamagitan ng allergy at pamamaga mula sa napakataba na mga selula, binabawasan ang sensitivity ng mga tisyu sa mga sangkap na ito. Ang adrenaline ay nagdudulot ng pagtaas sa bilang ng mga leukocytes sa dugo, bahagyang dahil sa pagpapalabas ng mga leukocytes mula sa depot sa pali, bahagyang dahil sa muling pamamahagi ng mga selula ng dugo sa panahon ng vasospasm, at bahagyang dahil sa pagpapalabas ng hindi ganap na mature na mga leukocyte mula sa depot ng bone marrow. Ang isa sa mga mekanismo ng pisyolohikal para sa paglilimita sa mga nagpapasiklab at mga reaksiyong alerdyi ay isang pagtaas sa pagtatago ng adrenaline ng adrenal medulla, na nangyayari sa maraming talamak na impeksyon, nagpapaalab na proseso, mga reaksiyong alerhiya. Gayundin, ang adrenaline ay nagdudulot ng pagtaas sa bilang at functional na aktibidad ng mga platelet, na, kasama ng spasm ng maliliit na capillary, ay nagiging sanhi ng hemostatic (hemostatic) na epekto ng adrenaline. Ang isa sa mga mekanismo ng physiological na nag-aambag sa hemostasis ay isang pagtaas sa konsentrasyon ng adrenaline sa dugo sa panahon ng pagkawala ng dugo.

Ngunit ang mas kamakailang pananaliksik ay nagpapahiwatig na ang sitwasyon ay mas kumplikado. Ang dopamine ay hindi lamang nag-aambag sa karanasan ng kasiyahan, ngunit gumaganap din ng isang papel sa pag-aaral at memorya - dalawang pangunahing elemento sa paglipat mula sa pagmamahal sa isang bagay hanggang sa pagiging gumon dito.

Ayon sa kasalukuyang teorya ng pagkagumon, nakikipag-ugnayan ang dopamine sa isa pang neurotransmitter, glutamate, upang sakupin ang sistema ng utak na nakabatay sa gantimpala. Ang sistemang ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagpapanatili ng buhay dahil ito ay nag-uugnay sa mga aksyon na kinakailangan para sa kaligtasan ng tao sa kasiyahan at gantimpala.

norepinephrine, norepinephrine ,L-1-(3,4-Dioxyphenyl)-2-aminoethanol- isang hormone ng adrenal medulla at isang neurotransmitter. Tumutukoy sa biogenic amines, sa pangkat ng mga catecholamines. Ang Norepinephrine ay isang precursor ng adrenaline. Ayon sa istraktura ng kemikal, ang norepinephrine ay naiiba mula dito sa kawalan ng isang methyl group sa atom ng nitrogen-amino group ng side chain, ang pagkilos nito bilang isang hormone ay higit sa lahat synergistic sa pagkilos ng adrenaline. Ito ay itinuturing na isa sa pinakamahalagang "tagapamagitan ng pagpupuyat". Ang mga noradrenergic projection ay kasangkot sa pataas na reticular activating system. Synthesis ng norepinephrine Ang precursor ng norepinephrine ay dopamine (ito ay synthesize mula sa tyrosine, na, naman, ay isang derivative ng phenylalanine), na, gamit ang enzyme dopamine-beta-hydroxylase, ay hydroxylated (nakakabit ng isang OH group) sa norepinephrine sa mga vesicle ng synaptic endings. Kasabay nito, pinipigilan ng norepinephrine ang enzyme na nagko-convert ng tyrosine sa isang precursor ng dopamine, dahil sa kung saan isinasagawa ang self-regulation ng synthesis nito. Ang mga receptor ng Norepinephrine na Alpha-1, alpha-2 at beta para sa norepinephrine ay nakahiwalay. Ang bawat pangkat ay nahahati sa mga subgroup na naiiba sa affinity para sa iba't ibang agonist, antagonist, at, sa isang bahagi, mga function. Ang mga alpha-1 at beta receptor ay maaari lamang maging postsynaptic at pasiglahin ang adenylate cyclase, ang alpha-2 ay maaaring parehong post- at pre-synaptic at inhibit ang adenylate cyclase. Pinasisigla ng mga beta receptor ang lipolysis. Pagkasira ng norepinephrine. Ang norepinephrine ay may ilang mga degradation pathway na ibinibigay ng dalawang enzyme: monoamine oxidase-A (MAOA) at catechol-O-methyl-transferase (COMT). Sa huli, ang norepinephrine ay na-convert alinman sa 3-methoxy-4-hydroxyphenylglycol (en: 3-Methoxy-4-hydroxyphenylglycol) o sa vanillyl mandelic acid (en: Vanillyl mandelic acid). Noradrenergic system. Ang Norepinephrine ay isang tagapamagitan na parang bluish spot ( lat. locus caeruleus) ng brain stem at ang mga dulo ng sympathetic nervous system. Ang bilang ng mga noradrenergic neuron sa CNS ay maliit (ilang libo), ngunit mayroon silang napakalawak na larangan ng innervation sa utak.

Ang reward circuitry sa utak ay kinabibilangan ng mga lugar na nauugnay sa pagganyak at memorya, pati na rin ang kasiyahan. Ang mga kapana-panabik na sangkap at pag-uugali ay nagpapasigla sa parehong circuit at pagkatapos ay nag-overload ito. Iyon ay, hinihikayat tayo ng prosesong ito na kumilos, sinusubukang humanap ng pinagmumulan ng kasiyahan. Ang pagtukoy kung ikaw ay may pagkagumon ay hindi lubos na madali. At ang pag-amin na ito ay hindi madali, karamihan ay dahil sa stigma at kahihiyan na nauugnay sa pagkalulong sa droga. Ngunit ang pagkilala sa problema ay ang unang hakbang sa pagbawi.

Ang pagsagot ng "oo" sa alinman sa sumusunod na tatlong tanong ay nagpapahiwatig na maaari kang magkaroon ng problema sa droga at, sa pamamagitan ng kahit na dapat humingi ng payo ng isang tagapagbigay ng pangangalagang pangkalusugan para sa karagdagang pagsusuri at patnubay. Gumagamit ka ba ng mas maraming sangkap o nakikibahagi sa pag-uugali nang higit kaysa sa nakaraan? Mayroon ka bang mga sintomas ng withdrawal kapag wala ka sa substance o nakikibahagi sa ganitong pag-uugali? Nagsinungaling ka na ba sa sinuman tungkol sa iyong paggamit ng substance o sa lawak ng iyong pag-uugali? Sa paglipas ng panahon, ang utak ay umaangkop sa mga paraan na talagang ginagawang hindi kasiya-siya ang nais na sangkap o aktibidad.

Dopamine ( dopamine ,DA) ay isang neurotransmitter, pati na rin ang isang hormone na ginawa ng adrenal medulla at iba pang mga tisyu (halimbawa, ang mga bato). Ang dopamine ay ang precursor ng norepinephrine (at, nang naaayon, adrenaline) sa biosynthesis nito. Ang dopamine ay isa sa mga kemikal na kadahilanan ng panloob na pampalakas (IRF). Tulad ng karamihan sa mga salik na ito, ang dopamine ay may mga narcotic analogue, halimbawa, amphetamine, methamphetamine, ephedrine, methcathinone. Ang cocaine ay isang dopamine reuptake inhibitor. Hinaharang ng Reserpine ang dopamine pumping sa presynaptic vesicles

Sa likas na katangian, ang mga gantimpala ay kadalasang dumarating lamang sa oras at pagsisikap. Ang mga nakakahumaling na gamot at pag-uugali ay nagbibigay ng isang shortcut, na binabaha ang utak ng dopamine at iba pang mga neurotransmitter. Ang ating utak ay hindi madaling paraan labanan ang presyon. Ang mga nakakahumaling na gamot, halimbawa, ay maaaring maglabas ng dalawa hanggang sampung beses na mas dopamine kaysa sa natural na mga gantimpala, at gawin ito nang mas mabilis at mas maaasahan. Sa isang taong nagiging adik, ang mga receptor ng utak ay nagiging overload. Tumutugon ang utak sa pamamagitan ng paggawa ng mas kaunting dopamine o pagsasara ng mga receptor ng dopamine, isang adaptasyon na katulad ng pagpapahina ng volume sa loudspeaker kapag masyadong malakas ang ingay.

Serotonin 5-hydroxytryptamine,5-HT ay isang mahalagang neurotransmitter hormone. Ayon sa chemical structure nito, ang serotonin ay kabilang sa biogenic amines, isang klase ng tryptamines. Ang mga serotonergic neuron ay nakapangkat sa brainstem: sa pons varolii at sa raphe nuclei. Mula sa tulay ay may mga pababang projection patungo sa spinal cord, ang mga neuron ng raphe nuclei ay nagbibigay ng pataas na projection sa cerebellum, limbic system, basal ganglia, at cortex. Kasabay nito, ang mga neuron ng dorsal at medial nuclei ay bumubuo ng mga axon na naiiba sa morphologically, electrophysiologically, sa mga target ng innervation at sensitivity sa ilang mga neurotoxic agent, halimbawa, ecstasy.

Bilang resulta ng mga adaptasyon na ito, ang dopamine ay may mas kaunting epekto sa reward center ng utak. Ang mga taong nagkakaroon ng pagkagumon ay kadalasang nalaman na sa paglipas ng panahon ang ninanais na sangkap ay hindi na nagbibigay sa kanila ng labis na kasiyahan. Kailangan nilang kumuha ng higit pa niyan upang makuha ang parehong dopamine na "mataas" dahil ang kanilang mga utak ay umangkop - isang epekto na kilala bilang pagpapaubaya.

Sa yugtong ito, ang pamimilit ang pumalit. Ang kasiyahang nauugnay sa mga nakakahumaling na droga o pag-uugali ay nababawasan, ngunit ang memorya ng nais na epekto at ang pangangailangan na muling likhain ito ay nananatili. Para bang hindi na gumagana ang normal na motivation mechanism.

Acetylcholine (lat. Acetulcholinum) - biogenic amine, na tumutukoy sa mga sangkap na nabuo sa katawan. Mga kasingkahulugan ng pangalan: acetylchlolinum chloratum, acecoline, citocholine, miochol, atbp.

mga tisyu ng utak

Ang utak ay nakapaloob sa isang maaasahang shell ng bungo (maliban sa mga simpleng organismo). Bilang karagdagan, ito ay natatakpan ng mga shell (lat. meninges) mula sa connective tissue - solid (lat. dura mater) at malambot (lat. pia mater), sa pagitan ng kung saan matatagpuan ang vascular, o arachnoid (lat. arachnoidea) shell. Sa pagitan ng mga shell at sa ibabaw ng ulo at spinal cord matatagpuan cerebrospinal (madalas na tinatawag na cerebrospinal) fluid - cerebrospinal fluid (lat. alak).Ang cerebrospinal fluid ay matatagpuan din sa ventricles ng utak. Ang labis na likidong ito ay tinatawag na hydrocephalus. Ang hydrocephalus ay congenital (mas madalas), nangyayari sa mga bagong silang, at nakuha.

Ang proseso ng pagkatuto na nabanggit kanina ay pumapasok din. Ang hippocampus at amygdala ay nag-iimbak ng impormasyon tungkol sa mga pahiwatig sa kapaligiran na nauugnay sa isang ninanais na sangkap upang ito ay matagpuan muli. Nakakatulong ang mga alaalang ito na lumikha ng isang nakakondisyon na tugon—isang matinding pananabik—sa tuwing nakakaharap ng isang tao ang mga pahiwatig na ito sa kapaligiran.

Ang isang taong dumaranas ng heroin ay maaaring nasa panganib na manumbalik kapag nakakita siya, halimbawa, ng isang hypodermic needle, habang ang ibang tao ay maaaring magsimulang uminom muli pagkatapos makakita ng isang bote ng whisky. Nakakatulong ang maayos na edukasyon na ipaliwanag kung bakit ang mga taong nagkakaroon ng panganib ng pagkagumon sa pagkagumon, kahit na pagkatapos ng mga taon ng pag-iwas. Sa halip, mapoprotektahan mo ang iyong sarili mula sa pagkagumon sa pamamagitan ng pagsasabi ng oo sa iba. Bumuo ng iba't ibang interes na nagbibigay kahulugan sa iyong buhay. Alamin na ang iyong mga problema ay kadalasang pansamantala at, marahil ang pinakamahalaga, kilalanin na ang buhay ay hindi palaging nakalaan upang maging kaaya-aya.

Ang utak ng mas matataas na vertebrate na organismo ay binubuo ng isang bilang ng mga istruktura: ang cerebral cortex, ang basal ganglia, ang thalamus, ang cerebellum, at ang brain stem. Ang mga istrukturang ito ay magkakaugnay sa pamamagitan ng mga nerve fibers (mga landas). Ang bahagi ng utak, na binubuo pangunahin ng mga selula, ay tinatawag na grey matter, ng nerve fibers - puting bagay. Ang puting kulay ay ang kulay ng myelin, isang sangkap na sumasaklaw sa mga hibla.

Ipinakikita ng pananaliksik na ang katalinuhan ay nagmumula sa mga selula ng utak maliban sa mga neuron. Ang white cell ay isang human astrocyte na may natatanging mahabang antennae na tumagos sa ilang layer ng gray matter. Isang grupo ng mga neuroscientist ang nag-graft ng mga cell utak ng tao sa utak ng mga daga at nalaman na ang bilis ng pag-aaral at memorya ng mga daga ay higit na lumampas sa normal na mga daga. Kapansin-pansin, ang mga inilipat na selula ay hindi mga neuron, ngunit sa halip ay mga uri ng mga selula ng utak na tinatawag na glia, na walang kakayahan sa pagsenyas ng kuryente.

mga selula ng utak

Kasama sa mga selula ng utak ang mga neuron (mga cell na bumubuo at nagpapadala ng mga nerve impulses) at mga glial cells, na gumaganap ng mahahalagang karagdagang function. (Maaari nating ipagpalagay na ang mga neuron ay ang parenkayma ng utak, at ang mga glial cell ay ang stroma). Ang mga neuron ay nahahati sa excitatory (iyon ay, pag-activate ng mga discharge ng iba pang mga neuron) at inhibitory (pag-iwas sa paggulo ng iba pang mga neuron).

Ang mga bagong natuklasan ay nagpapakita na ang pagproseso ng impormasyon sa utak ay lumampas sa mekanismo ng electrical signaling sa pagitan ng mga neuron. Ang mga eksperimento ay hinikayat ng isang pagnanais na maunawaan ang mga pag-andar ng glia at upang subukan ang nakakaintriga na posibilidad na ang mga di-electrical na mga selula ng utak ay maaaring mag-ambag sa pagproseso ng impormasyon, katalusan, at marahil kahit na isang walang uliran na kakayahan sa pag-iisip sa utak ng tao, na higit na nakahihigit sa ng anumang iba pang hayop.

Ang modernong pag-iisip tungkol sa kung paano gumagana ang utak sa antas ng cellular ay batay sa isang pundasyong itinatag mahigit isang siglo na ang nakalipas ng mahusay na Espanyol na neuroanatomist at laureate. Nobel Prize Ramon Kayal, na naglihi ng Neuron Doctrine. Ang doktrinang ito ay nagsasaad na ang lahat ng pagproseso at paghahatid ng impormasyon sa sistema ng nerbiyos nangyayari sa mga de-koryenteng signal na dumadaan sa mga neuron sa isang direksyon, pumapasok sa mga synapses sa tulad-ugat na mga dendrite ng mga neuron, at pagkatapos ay dumadaan mula sa neuron sa pamamagitan ng mala-wire nitong axon bilang high-speed electrical impulses na nagpapasigla sa susunod na neuron sa circuit sa pamamagitan ng mga puntos ng malapit na diskarte, na tinatawag na synapses.

Ang komunikasyon sa pagitan ng mga neuron ay nangyayari sa pamamagitan ng synaptic transmission. Ang bawat neuron ay may mahabang proseso, na tinatawag na axon, kung saan nagpapadala ito ng mga impulses sa ibang mga neuron. Ang mga sanga ng axon at bumubuo ng mga synapses sa site ng pakikipag-ugnay sa iba pang mga neuron - sa katawan ng mga neuron, idendrites (maikling proseso). Ang mga axo-axonal at dendro-dendritic synapses ay hindi gaanong karaniwan. Kaya, ang isang neuron ay tumatanggap ng mga senyales mula sa maraming neuron at nagpapadala naman ng mga impulses sa marami pang iba.

Ang lahat ng pag-iisip tungkol sa kung paano tumatanggap ang utak ng sensory input, nagsasagawa ng computational analysis, bumubuo ng mga kaisipan, emosyon, at pag-uugali ay batay sa Neuron Doctrine. Gayunpaman, sa mga nakaraang taon ang ilang mga neuroscientist ay nagsimulang magtaka kung ang mga neuronal support function na ito, kasama ang iba pang aspeto ng hindi gaanong nauunawaan na glial biology, ay maaaring kasangkot sa pag-aaral, memorya, at iba pang cognitive function. Ang daga ng tao, mula sa isang cellular stem cell.

Pareho silang miyembro ng Center for Translational Medicine sa Ospital Unibersidad ng Rochester. Ang mga human glia at astrocytes sa partikular ay ibang-iba sa mga daga, paliwanag ni Goldman. "Ang mga astrocyte ng tao ay mas malaki at mas magkakaibang sa morpolohiya, mga tampok na sinamahan ng ebolusyon ng utak ng tao." Nabanggit ng mga mananaliksik na ang mga astrocyte ng tao ay 20 beses na mas malaki sa dami kaysa sa mga rodent na astrocyte. Ito ay higit pa sa isang proporsyonal na pagtaas sa laki ng mga neuron ng tao kumpara sa mga rodent neuron.

Sa karamihan ng mga synapses, ang paghahatid ng signal ay isinasagawa sa kemikal - sa pamamagitan ng mga neurotransmitter. Ang mga tagapamagitan ay kumikilos sa mga postsynaptic na selula sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga receptor ng lamad, kung saan sila ay mga tiyak na ligand. Ang mga receptor ay maaaring ligand-gated ion channel, tinatawag din sila ionotropic mga receptor, o maaaring nauugnay sa mga sistema ng intracellular second messenger (tinatawag ang mga naturang receptor metabotropic). Ang mga alon ng ionotropic receptor ay direktang nagbabago sa singil ng lamad ng cell, na humahantong sa paggulo o pagsugpo nito. Ang mga halimbawa ng ionotropic receptor ay ang GABA receptors (inhibitory, ay isang chloride channel), o glutamate (excitatory, sodium channel). Ang mga halimbawa ng metabotropic receptor ay ang muscarinic receptor para sa catacetylcholine, ang mga receptor para sa knorepinephrine, endorphins, at serotonin. Dahil ang pagkilos ng mga ionotropic na receptor ay direktang humahantong sa pagsugpo o paggulo, ang kanilang mga epekto ay nabubuo nang mas mabilis kaysa sa kaso ng mga metabotropic receptor (1-2 millisecond kumpara sa 50 millisecond - ilang minuto).

Iba ang hitsura ng mga astrocyte ng tao: ang hugis ng mga astrocyte ng tao ay mas kumplikado. Ang ilang mga astrocyte ng tao ay nagpapalawak ng mga cellular extension na tumagos nang malalim sa ilang mga layer ng gray matter sa cerebral cortex, na hindi nakikita sa utak ng mouse. Sa katunayan, ayon sa neuroscientist na si Alphonse Arak, isang neurologist sa Cajal Institute sa Madrid, ang pagkakaibang ito sa pagitan ng mga astrocytes sa mga hayop at tao ay hindi nakaligtas sa paunawa ni Ramon ý Cajal, ngunit ang anatomikal na pag-usisa ay itinapon sa basurahan kasaysayan, ay wala sa lahat ng kontemporaryong teksto sa paksa.

Ang hugis at sukat ng mga neuron ng utak ay napaka-magkakaibang, sa bawat isa sa mga departamento nito ay may iba't ibang uri ng mga selula. May mga pangunahing neuron, ang mga axon na nagpapadala ng mga impulses sa ibang mga departamento, at mga interneuron, na nagsasagawa ng komunikasyon sa loob ng bawat departamento. Ang mga halimbawa ng mga pangunahing neuron ay ang mga pyramidal na selula ng cerebral cortex at ang mga Purkinjem na selula ng cerebellum. Ang mga halimbawa ng interneuron ay mga basket cell ng cortex.

Marahil bahagi ng kung bakit tayo nabubuhay sa mga astrocytes, iminungkahi ni Arake. Ang pagtaas sa bilang at pagiging kumplikado ng mga astrocytes sa utak ng tao ay nag-aambag ng higit pa kaysa sa mga neuron malaking pagtaas dami ng utak sa mga tao at primates. "Sa panahon ng ebolusyon ng utak ng tao, ang dami nito ay tumaas ng humigit-kumulang 300% kumpara sa kanilang mga ninuno na primate; sa kabaligtaran, ang tinantyang bilang ng mga neuron ay 25% lamang na mas mataas kaysa sa iba pang mga primata, "sabi ni Arake. Sa kaibahan, ang mga neuron sa utak ng mga daga at lalaki ay hindi gaanong naiiba sa bawat isa.

Paano nakakatulong ang mga astrocytes sa isang quantum leap sa utak ng tao? Ang mga astrocyte ng tao ay naiiba hindi lamang sa kanilang malalaking sukat, ngunit mas mabilis din ang bilis ng komunikasyon. Sa halip na bumuo ng mga de-koryenteng signal, ang mga astrocyte ay nakikipag-ugnayan sa ibang mga astrocyte at sa mga neuron na gumagamit ng mga neurotransmitter. Ang mga signal sa loob ng mga astrocyte ay kadalasang dinadala ng mabilis na mga alon ng mga calcium ions na tumutugon sa mga neurotransmitter na nagpapasigla sa mga receptor sa lamad ng cell. Nalaman ni Nedergaard at ng mga kasamahan na ang mga calcium signal wave na ito ay 3 beses na mas mabilis sa mga astrocyte ng tao kaysa sa mga astrocyte ng mouse.

Ang aktibidad ng mga neuron sa ilang bahagi ng utak ay maaari ding baguhin ng mga hormone.

Ang mga buto nito ay nagpoprotekta sa utak mula sa panlabas pinsala sa makina. Sa proseso ng paglaki at pag-unlad, ang utak ay tumatagal ng anyo ng isang bungo.

Ang utak ng tao ay naglalaman ng karaniwan 100 (\displaystyle 100) bilyong neuron at kumokonsumo para sa nutrisyon 50% (\displaystyle 50\%) glucose na ginawa ng atay at inilabas sa dugo.

Ang utak ng tao sa seksyon ng sagittal, na may mga pangalang Ruso ng malalaking istruktura ng utak

Utak ng tao, pang-ibabang view, na may mga pangalang Ruso ng malalaking istruktura ng utak

masa ng utak

masa ng utak mga normal na tao mula sa 1000 hanggang higit sa 2000 gramo, na sa karaniwan ay humigit-kumulang 2% ng timbang ng katawan. Ang utak ng mga lalaki ay may average na masa na 100-150 gramo higit pa kaysa sa utak ng mga babae. Ito ay malawak na pinaniniwalaan na ang mga kakayahan sa pag-iisip ng isang tao ay nakasalalay sa masa ng utak: kung paano mas timbang utak, mas matalino ang tao. Gayunpaman, ito ay malinaw na ito ay hindi palaging ang kaso. Halimbawa, ang utak ni I. S. Turgenev ay tumitimbang ng 2012, at ang utak ng Anatole France - 1017. Ang pinakamabigat na utak - 2850 g - ay natagpuan sa isang indibidwal na nagdusa mula sa epilepsy at idiocy. Functional defective ang utak niya. Kaya, walang direktang kaugnayan sa pagitan ng masa ng utak at mga kakayahan sa pag-iisip ng isang indibidwal.

Gayunpaman, sa malalaking sample, maraming pag-aaral ang nakahanap ng positibong ugnayan sa pagitan ng masa ng utak at kakayahan sa pag-iisip, gayundin sa pagitan ng masa ng ilang bahagi ng utak at iba't ibang sukat ng kakayahan sa pag-iisip. Ang ilang mga siyentipiko, gayunpaman, ay nag-iingat laban sa paggamit ng mga pag-aaral na ito upang bigyang-katwiran ang konklusyon na ang ilang mga grupong etniko (gaya ng mga Aborigine ng Australia) ay may mababang kakayahan sa pag-iisip, na may mas maliit na average na laki ng utak. Ayon kay Richard Lynn, ang mga pagkakaiba sa lahi sa laki ng utak ay humigit-kumulang isang-kapat ng pagkakaiba sa katalinuhan.

Ang antas ng pag-unlad ng utak ay maaaring masuri, sa partikular, sa pamamagitan ng ratio ng masa ng spinal cord sa utak. Kaya, sa mga pusa ito ay 1:1, sa mga aso - 1:3, sa mas mababang mga unggoy - 1:16, sa mga tao - 1:50. Sa mga tao ng Upper Paleolithic, ang utak ay kapansin-pansin (sa pamamagitan ng 10-12%) mas malaki kaysa sa utak modernong tao - 1:55-1:56.

Ang istraktura ng utak

Ang dami ng utak ng karamihan sa mga tao ay nasa hanay na 1250-1600 cubic centimeters at 91-95% ng kapasidad ng bungo. Limang seksyon ang nakikilala sa utak: ang medulla oblongata, ang posterior, na kinabibilangan ng tulay at ang cerebellum, ang pineal gland, ang gitna, diencephalon at forebrain, na kinakatawan ng cerebral hemispheres. Kasama ang paghahati sa itaas sa mga departamento, ang buong utak ay nahahati sa tatlong malalaking bahagi:

Sinasaklaw ng cerebral cortex ang dalawang hemispheres ng utak: ang kanan at kaliwa.

Mga shell ng utak

Ang utak, tulad ng spinal cord, ay natatakpan ng tatlong lamad: malambot, arachnoid at matigas.

Solid meninges binuo ng siksik na nag-uugnay na tissue, na may linya mula sa loob na may mga flat moistened na selula, mahigpit na nagsasama sa mga buto ng bungo sa rehiyon ng panloob na base nito. sa pagitan ng mahirap at mga shell ng arachnoid ang subdural space ay puno ng serous fluid.

Mga istrukturang bahagi ng utak

Medulla

Ang mga lugar na ito ay kumikilos bilang isang conglomerate ng lahat ng tatlong bloke ng utak. Ngunit kabilang sa mga ito, ang mga istruktura ng bloke ng regulasyon ng aktibidad ng utak (ang unang bloke ng utak) ay umabot sa pinakamataas na antas ng pagkahinog. Sa pangalawang (block ng pagtanggap, pagproseso at pag-iimbak ng impormasyon) at ang pangatlo (block ng programming, regulasyon at kontrol ng aktibidad) na mga bloke, tanging ang mga lugar ng cortex na kabilang sa mga pangunahing lobes, na tumatanggap ng papasok na impormasyon (pangalawang bloke) at bumubuo ng mga papalabas na motor impulses, lumabas na ang pinaka-mature.(3rd block).

Ang ibang mga bahagi ng cerebral cortex sa oras na ipanganak ang bata ay hindi umabot sa sapat na antas ng kapanahunan. Ito ay pinatunayan ng maliit na sukat ng mga cell na kasama sa kanila, ang maliit na lapad ng kanilang itaas na mga layer, gumaganap ng isang associative function, ang medyo maliit na sukat ng lugar na kanilang sinasakop at hindi sapat na myelination ng kanilang mga elemento.

Panahon mula 2 hanggang 5 taon

Edad mula sa dalawa dati lima taon, ang pagkahinog ng pangalawa, nag-uugnay na mga patlang ng utak ay nangyayari, ang ilan sa mga ito (pangalawang gnostic zone ng mga sistema ng analyzer) ay matatagpuan sa pangalawa at pangatlong mga bloke (premotor area). Ang mga istrukturang ito ay nagbibigay ng mga proseso ng pang-unawa at pagpapatupad ng isang pagkakasunud-sunod ng mga aksyon.

Panahon mula 5 hanggang 7 taon

Ang susunod na mature ay ang tertiary (associative) na mga patlang ng utak. Una, bubuo ang posterior associative field - ang parietal-temporal-occipital region, pagkatapos ay ang anterior associative field - ang prefrontal region.

Pinakamaraming sinasakop ang mga tertiary field mataas na posisyon sa hierarchy ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng iba't ibang mga lugar ng utak, at dito ang pinaka kumplikadong mga anyo ng pagproseso ng impormasyon ay isinasagawa. Ang back associative area ay nagbibigay ng synthesis ng lahat ng papasok na multimodal na impormasyon sa isang supramodal holistic na pagmuni-muni ng realidad na nakapalibot sa paksa sa kabuuan ng mga koneksyon at relasyon nito. Ang anterior association area ay may pananagutan para sa boluntaryong regulasyon ng mga kumplikadong hugis. mental na aktibidad, kabilang ang pagpili ng impormasyong kailangan, mahalaga para sa aktibidad na ito, ang pagbuo ng mga programa ng aktibidad sa batayan nito at kontrol sa tamang daloy ng mga ito.

  • Sagan, Carl. Mga Dragon ng Eden. Pangangatwiran tungkol sa ebolusyon ng isip ng tao = Sagan, Carl. Ang mga Dragons ng Eden. Mga haka-haka sa ebolusyon ng katalinuhan ng tao / per. mula sa Ingles. N. S. Levitina (1986). - St. Petersburg. : TID Amphora, 2005. - S. 265.
  • Bloom F., Leizerson A., Hofstadter L. Utak, isip at pag-uugali. - M., 1988.