KAKO FUNKCIONIRA LJUDSKI MOZAK? - NEUROPSIHOLOGIJA - 2026

Mozak funkcionira kao strukturna i funkcionalna cjelina koju čine uglavnom dvije vrste stanica: neuroni i glijalne stanice. Procjenjuje se da u cjelokupnom ljudskom živčanom sustavu postoji oko 100 trilijuna neurona i oko 1000 trilijuna glijalnih stanica (postoji 10 puta više glijalnih stanica nego neurona).

Neuroni su visoko specijalizirani i njihove su funkcije primanje, obradu i prijenos informacija kroz različite sklopove i sustave. Postupak prijenosa informacija provodi se kroz sinapse, koje mogu biti električne ili kemijske.

Glialne ćelije, s druge strane, odgovorne su za regulaciju unutarnjeg okruženja mozga i olakšavanje procesa neuronske komunikacije. Te se stanice nalaze u čitavom živčanom sustavu čineći njegovu strukturu i uključuju se u procese razvoja i formiranja mozga.

U prošlosti se smatralo da glijalne stanice formiraju samo strukturu živčanog sustava, otuda je poznati mit da koristimo samo 10% našeg mozga. Ali danas znamo da ispunjava mnogo složenije funkcije, na primjer, povezane su s regulacijom imunološkog sustava i procesima stanične plastičnosti nakon što su pretrpjeli ozljedu.

Uz to, ključni su za pravilno funkcioniranje neurona, jer olakšavaju komunikaciju s neuronima i igraju važnu ulogu u transportu hranjivih tvari do neurona.

Kao što možete pogoditi, ljudski mozak je impresivno složen. Procjenjuje se da ljudski mozak odraslih sadrži između 100 i 500 trilijuna veza, a naša galaksija ima oko 100 milijardi zvijezda, pa se može zaključiti da je ljudski mozak mnogo složeniji od galaksije.

Kako se informacije prenose u mozak?

Funkcija mozga sastoji se od prijenosa informacija između neurona, taj se prijenos vrši putem manje ili više složene procedure koja se naziva sinapsi.

Sinapse mogu biti električne ili kemijske. Električne sinapse sastoje se od dvosmjernog prijenosa električne struje između dva neurona, dok kemijske sinapse zahtijevaju posrednike koji se nazivaju neurotransmiteri.

Konačno, kad jedan neuron komunicira s drugim, on to čini kako bi ga aktivirao ili inhibirao, posljednji opaženi učinci na ponašanje ili na neki fiziološki proces rezultat su pobuđivanja i inhibicije nekoliko neurona u neuronskom krugu.

Električne sinapse

Električne sinapse su znatno brže i lakše od kemijskih. Objašnjeno na jednostavan način, sastoje se od prijenosa depolarizacijske struje između dva neurona koja su sasvim blizu, gotovo zbijena. Ova vrsta sinapsi obično ne proizvodi dugoročne promjene na postsinaptičkim neuronima.

Ove sinapse se javljaju u neuronima koji imaju tijesan spoj, u kojem se membrane gotovo dodiruju, razdvojene oskudnim 2-4 nm. Prostor između neurona je toliko mali jer se njihovi neuroni moraju sjediniti kroz kanale načinjene od proteina koji se nazivaju koneksini.

Kanali formirani od koneksina omogućuju komunikaciju unutrašnjosti oba neurona. Male molekule (manje od 1kDa) mogu proći kroz te pore, pa su kemijske sinapse povezane s metaboličkim komunikacijskim procesima, osim električne komunikacije, razmjenom drugih glasnika koji se stvaraju u sinapsi, poput inozitola trifosfata (IP ₃) ili ciklički adenozin monofosfat (cAMP).

Električne sinapse se obično rade između neurona iste vrste, međutim, električne sinapse se mogu primijetiti i između neurona različitih vrsta ili čak između neurona i astrocita (vrsta glijalnih stanica).

Električne sinapse omogućuju neuronima brzu komunikaciju, a mnogi neuroni da se sinkrono povezuju. Zahvaljujući tim svojstvima u mogućnosti smo provesti složene procese koji zahtijevaju brzi prijenos informacija, poput senzornih, motoričkih i kognitivnih procesa (pažnja, pamćenje, učenje…).

Kemijske sinapse

Na slici je prikazan akson odakle se neurotransmiteri oslobađaju prema dendritnim receptorima

Kemijske sinapse nastaju između susjednih neurona u koje se povezuje presinaptički element, obično aksonalni terminal, koji emitira signal, i postsinaptički element, koji se obično nalazi u soma ili dendritima, koji prima signal. signal.

Ti neuroni nisu priključeni, postoji prostor između njih 20nm koji se naziva sinaptički jaz.

Postoje različite vrste kemijskih sinapsi ovisno o njihovim morfološkim karakteristikama. Prema Greyu (1959), kemijske sinapse se mogu podijeliti u dvije skupine.

Kemijske sinapse mogu se jednostavno sažeti na sljedeći način:

1. Akcijski potencijal doseže aksonski terminal, time se otvaraju kalcijevi ionski kanali (Ca ²⁺) i protok iona pušta se u sinaptičku pukotinu.
2. Tok iona pokreće proces u kojem se vezikule, pune neurotransmitera, vežu na postsinaptičku membranu i otvaraju pore kroz koje sav njihov sadržaj izlazi prema sinaptičkoj pukotini.
3. Oslobođeni neurotransmiteri vežu se za postsinaptički receptor specifičan za taj neurotransmiter.
4. Vezanje neurotransmitera na postsinaptički neuron regulira funkcije postsinaptičkog neurona.

Vrste kemijskih sinapsi

Hemijske sinapse tipa I (asimetrične)

U tim sinapsama presinaptičku komponentu čine aksonski terminali koji sadrže zaobljene vezikule, a postsinaptička komponenta nalazi se u dendritima i postoji velika gustoća postsinaptičkih receptora.

Vrsta sinapse ovisi o uključenim neurotransmiterima, pa su ekscitacijski neurotransmiteri, poput glutamata, uključeni u sinapse tipa I, dok inhibitorni neurotransmiteri, poput GABA, djeluju u sinapsama tipa II.

Iako se to ne događa u živčanom sustavu, na nekim područjima kao što su leđna moždina, substantia nigra, bazalni gangliji i kolikuli, postoje GABA-ergične sinapse sa strukturom tipa I.

Kemijske sinapse tipa II (simetrične)

U tim sinapsama presinaptička komponenta formirana je aksonskim terminalima koji sadrže ovalne vezikule, a postsinaptička komponenta može se naći i u soma i u dendritima i postoji manja gustoća postsinaptičkih receptora nego u sinapsama tipa I.

Ostale razlike ove vrste sinapse u odnosu na tip I je u tome što je njezin sinaptički prorez uži (približno 12 nm).

Drugi način klasifikacije sinapsi je prema presinaptičkim i postsinaptičkim komponentama koje ih tvore. Na primjer, ako je presinaptička komponenta akson, a postsinaptička komponenta dendrit, oni se nazivaju akodendritičkim sinapsama. Na taj način možemo pronaći aksoksaksonske, aksosomatske, dendroaksonske, dendrodendritičke sinapse…

Vrsta sinapse koja se najčešće javlja u središnjem živčanom sustavu je aksospinozna sinapsija tipa I (asimetrična). Procjenjuje se da je između 75-95% sinapsi u kore moždane kore tip I, dok je između 5 i 25% sinapsi tipa II.

Neurotransmiteri i neuromodulatori

Koncept neurotransmitera uključuje sve tvari koje se oslobađaju u kemijskoj sinapsi i koje omogućuju neuronsku komunikaciju. Neurotransmiteri ispunjavaju sljedeće kriterije:

• Sintetiziraju se unutar neurona i prisutni su u aksonskim terminalima.
• Kada se oslobodi dovoljna količina neurotransmitera, on djeluje na susjedne neurone.
• Kada završe sa svojim zadatkom, eliminiraju se putem mehanizama degradacije, inaktivacije ili ponovnog prihvaćanja.

Neuromodulatori su tvari koje nadopunjuju djelovanje neurotransmitera povećavajući ili smanjujući njihov učinak. To čine vezanjem na specifična mjesta unutar postsinaptičkog receptora.

Postoje brojne vrste neurotransmitera, od kojih su najvažniji sljedeći:

• Aminokiseline koje mogu biti ekscitacijske, poput glutamata ili inhibitora, poput γ-aminobuterne kiseline, poznatije kao GABA.
• Acetilkolin.
• Kateholamidi, poput dopamina ili norepinefrina
• Indolamini, poput serotonina.
• Neuropeptidi.

Reference

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). Neuroni i neuronska komunikacija. U D. Redolar, Kognitivna neuroznanost (str. 27-66). Madrid: Panamerican Medical.
2. Gary, E. (1959). Akso-somatska i akso-dendritička sinapsija moždane kore: studija s elektronskim mikroskopom. J. Anat, 93, 420-433.
3. Pasantes, H. (nd). Kako funkcionira mozak? Generalni principi. Preuzeto 1. srpnja 2016. iz Znanja za sve.