İNSAN BEYNI NASIL ÇALIŞIR? - NÖROPSIKOLOJI - 2025

Beyin, temel olarak iki tür hücreden oluşan yapısal ve işlevsel bir birim olarak işlev görür: nöronlar ve glial hücreler. İnsan sinir sisteminin tamamında yaklaşık 100 trilyon nöron ve yaklaşık 1.000 trilyon glial hücre olduğu tahmin edilmektedir (nöronlardan 10 kat daha fazla glial hücre vardır).

Nöronlar oldukça uzmanlaşmıştır ve işlevleri farklı devreler ve sistemler aracılığıyla bilgi almak, işlemek ve iletmektir. Bilgiyi iletme işlemi, elektriksel veya kimyasal olabilen sinapslar aracılığıyla gerçekleştirilir.

Glial hücreler ise beynin iç ortamını düzenlemekten ve nöronal iletişim sürecini kolaylaştırmaktan sorumludur. Bu hücreler, yapısını oluşturan sinir sistemi boyunca bulunur ve beynin gelişim ve oluşum süreçlerinde yer alırlar.

Geçmişte glial hücrelerin sadece sinir sisteminin yapısını oluşturduğu düşünülüyordu, bu yüzden beynimizin sadece% 10'unu kullandığımız ünlü efsane. Ancak bugün, çok daha karmaşık işlevleri yerine getirdiğini biliyoruz, örneğin bunlar, bir yaralanma geçirdikten sonra bağışıklık sisteminin düzenlenmesi ve hücresel plastisite süreçleriyle ilgilidir.

Ek olarak, nöronların düzgün çalışması için gereklidirler çünkü nöronal iletişimi kolaylaştırırlar ve besinlerin nöronlara taşınmasında önemli bir rol oynarlar.

Tahmin edebileceğiniz gibi, insan beyni etkileyici bir şekilde karmaşıktır. Yetişkin bir insan beyninin 100 ila 500 trilyon bağlantı içerdiği ve galaksimizin yaklaşık 100 milyar yıldıza sahip olduğu tahmin edilmektedir, bu nedenle insan beyninin bir galaksiden çok daha karmaşık olduğu sonucuna varılabilir.

Bilgi beyinde nasıl iletilir?

Beyin işlevi, nöronlar arasında bilgi aktarımından oluşur; bu iletim, sinaps adı verilen az çok karmaşık bir prosedürle gerçekleştirilir.

Sinapslar elektriksel veya kimyasal olabilir. Elektriksel sinapslar, iki nöron arasındaki elektrik akımının iki yönlü olarak doğrudan iletilmesinden oluşurken, kimyasal sinapslar, nörotransmiterler adı verilen aracılar gerektirir.

Sonuçta, bir nöron diğeriyle iletişim kurduğunda, bunu aktive etmek veya engellemek için yapar, davranış veya bazı fizyolojik süreçler üzerindeki son gözlemlenebilir etkiler, bir nöronal devre boyunca birkaç nöronun uyarılması ve inhibisyonunun sonucudur.

Elektrik sinapsları

Elektriksel sinapslar, kimyasal sinapslardan çok daha hızlı ve kolaydır. Basit bir şekilde açıklandığında, depolarize edici akımların birbirine oldukça yakın, neredeyse birbirine yapışmış iki nöron arasında iletilmesinden oluşurlar. Bu tür bir sinaps genellikle postsinaptik nöronlarda uzun vadeli değişiklikler üretmez.

Bu sinapslar, zarların neredeyse birbirine değdiği, 2-4 nm ile ayrılmış, sıkı bir bağlantı noktasına sahip nöronlarda meydana gelir. Nöronlar arasındaki boşluk çok küçüktür çünkü nöronları, connexins adı verilen proteinlerden oluşan kanallar aracılığıyla bir araya gelmelidir.

Connexinlerin oluşturduğu kanallar, her iki nöronun içinin iletişim kurmasını sağlar. Küçük moleküller (1 kDa'dan az) bu gözeneklerden geçebilir, bu nedenle kimyasal sinapslar, elektriksel iletişimin yanı sıra, inositol trifosfat ( IP ₃ ) veya siklik adenozin monofosfat (cAMP).

Elektriksel sinapslar genellikle aynı tipteki nöronlar arasında yapılır, ancak farklı tipteki nöronlar arasında veya hatta nöronlar ve astrositler (bir tür glial hücreler) arasında elektriksel sinapslar da gözlemlenebilir.

Elektriksel sinapslar, nöronların hızlı bir şekilde iletişim kurmasına ve birçok nöronun eşzamanlı olarak bağlanmasına izin verir. Bu özellikler sayesinde, duyusal, motor ve bilişsel süreçler (dikkat, hafıza, öğrenme …) gibi hızlı bir bilgi aktarımı gerektiren karmaşık süreçleri gerçekleştirebiliriz.

Kimyasal sinapslar

Bu görüntü, nörotransmiterlerin dendrit reseptörlerine doğru salındığı aksonu göstermektedir.

Kimyasal sinapslar, bir presinaptik elemanın bağlandığı bitişik nöronlar, genellikle sinyali yayan bir aksonal terminal ile genellikle sinyali alan soma veya dendritlerde bulunan postsinaptik bir eleman arasında meydana gelir. sinyali.

Bu nöronlar bağlı değildir, aralarında sinaptik yarık adı verilen 20 nm'lik bir boşluk vardır.

Morfolojik özelliklerine bağlı olarak farklı kimyasal sinaps türleri vardır. Gray'e (1959) göre kimyasal sinapslar iki gruba ayrılabilir.

Kimyasal sinapslar basitçe şu şekilde özetlenebilir:

1. Akson terminaline bir aksiyon potansiyeli ulaşır, bu kalsiyum iyon kanallarını (Ca2 ⁺ ) açar ve sinaptik yarığa bir iyon akışı salınır.
2. İyonların akışı, nörotransmiterlerle dolu veziküllerin postsinaptik zara bağlandığı ve tüm içeriklerinin sinaptik yarığa doğru çıktığı bir gözenek açtığı bir süreci tetikler.
3. Serbest bırakılan nörotransmiterler, bu nörotransmitere özgü postsinaptik reseptöre bağlanır.
4. Nörotransmiterin postsinaptik nörona bağlanması, postsinaptik nöronun işlevlerini düzenler.

Kimyasal sinaps türleri

Tip I kimyasal sinapslar (asimetrik)

Bu sinapslarda, presinaptik bileşen, yuvarlak veziküller içeren aksonal terminaller tarafından oluşturulur ve postsinaptik bileşen dendritlerde bulunur ve yüksek yoğunlukta postsinaptik reseptörler vardır.

Sinaps tipi, ilgili nörotransmiterlere bağlıdır, bu nedenle glutamat gibi uyarıcı nörotransmiterler, tip I sinapslarda yer alırken, GABA gibi inhibe edici nörotransmiterler, tip II sinapslarda hareket eder.

Bu, sinir sistemi boyunca gerçekleşmese de, omurilik, substantia nigra, bazal ganglionlar ve colliculi gibi bazı bölgelerde, tip I yapıya sahip GABA-ergik sinapslar vardır.

Tip II kimyasal sinapslar (simetrik)

Bu sinapslarda, presinaptik bileşen, oval veziküller içeren aksonal terminaller tarafından oluşturulur ve postsinaptik bileşen hem soma hem de dendritlerde bulunabilir ve tip I sinapslardan daha düşük bir postsinaptik reseptör yoğunluğu vardır.

Bu tür sinapsın tip I'e göre diğer farklılıkları, sinaptik yarığının daha dar olmasıdır (yaklaşık olarak 12 nm).

Sinapsları sınıflandırmanın bir başka yolu, onları oluşturan presinaptik ve postsinaptik bileşenlere göredir. Örneğin, presinaptik bileşen bir akson ise ve postsinaptik bileşen bir dendrit ise, bunlara akso-endritik sinaps denir. Bu şekilde aksonik, aksozomatik, dendroaksonik, dendrodendritik sinapsları bulabiliriz …

Merkezi sinir sisteminde en sık ortaya çıkan sinaps türü, aksospinöz tip I (asimetrik) sinapslardır. Serebral korteksteki sinapsların% 75-95'inin tip I olduğu, sadece% 5 ila 25'inin tip II sinaps olduğu tahmin edilmektedir.

Nörotransmiterler ve nöromodülatörler

Nörotransmiter kavramı, kimyasal sinapsta salınan ve nöronal iletişime izin veren tüm maddeleri içerir. Nörotransmiterler aşağıdaki kriterleri karşılar:

• Nöronlar içinde sentezlenirler ve aksonal terminallerde bulunurlar.
• Yeterli miktarda nörotransmiter salındığında, etkilerini komşu nöronlar üzerinde gösterir.
• Görevlerini tamamladıklarında, bozulma, inaktivasyon veya geri alma mekanizmaları yoluyla ortadan kaldırılırlar.

Nöromodülatörler, nörotransmitterlerin etkilerini artırarak veya azaltarak tamamlayan maddelerdir. Bunu, postsinaptik reseptör içindeki belirli sitelere bağlanarak yaparlar.

Çok sayıda nörotransmiter türü vardır ve bunların en önemlileri şunlardır:

• Glutamat gibi uyarıcı olabilen amino asitler veya daha iyi GABA olarak bilinen γ-aminobütirik asit gibi inhibitörler.
• Asetilkolin.
• Dopamin veya norepinefrin gibi katekollamidler
• Serotonin gibi indolaminler.
• Nöropeptidler.

Referanslar

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D. ve Valero, A. (2014). Nöronlar ve sinirsel iletişim. D. Redolar, Cognitive Neuroscience içinde (s. 27-66). Madrid: Panamerican Medical.
2. Gary, E. (1959). Serebral korteksin akso-somatik ve akso-dendritik sinapsı: bir elektron mikroskobu çalışması. J. Anat, 93,420-433.
3. Pasantes, H. (nd). Beyin nasıl çalışır? Genel İlkeler. 1 Temmuz 2016'da Science for all'dan alındı.