CUM FUNCȚIONEAZĂ CREIERUL UMAN? - NEUROPSIHOLOGIE - 2025

Creierul funcționează ca o unitate structurală și funcțională formată în principal din două tipuri de celule: neuroni și celule gliale. Se estimează că există aproximativ 100 de trilioane de neuroni în întregul sistem nervos uman și aproximativ 1.000 de trilioane de celule gliale (există de 10 ori mai multe celule gliale decât neuronii).

Neuronii sunt foarte specializați și funcțiile lor sunt de a primi, prelucra și transmite informații prin diferite circuite și sisteme. Procesul de transmitere a informațiilor se realizează prin sinapse, care pot fi electrice sau chimice.

Celulele gliale, pe de altă parte, sunt responsabile pentru reglarea mediului intern al creierului și facilitarea procesului de comunicare neuronală. Aceste celule se găsesc în întregul sistem nervos care formează structura lui și sunt implicate în procesele de dezvoltare și formare a creierului.

În trecut, se credea că celulele gliale nu făceau decât structura sistemului nervos, de aici celebrul mit că folosim doar 10% din creierul nostru. Dar astăzi știm că îndeplinește funcții mult mai complexe, de exemplu, sunt legate de reglarea sistemului imunitar și de procesele de plasticitate celulară după ce au suferit o vătămare.

În plus, acestea sunt esențiale pentru ca neuronii să funcționeze corect, deoarece facilitează comunicarea neuronală și joacă un rol important în transportul nutrienților către neuroni.

După cum puteți ghici, creierul uman este impresionant de complex. Se estimează că un creier uman adult conține între 100 și 500 de trilioane de conexiuni, iar galaxia noastră are aproximativ 100 de miliarde de stele, astfel încât se poate concluziona că creierul uman este mult mai complex decât o galaxie.

Cum se transmite informația în creier?

Funcția creierului constă în transmiterea informațiilor între neuroni, această transmisie se realizează printr-o procedură mai mult sau mai puțin complexă numită sinapsă.

Sinapsele pot fi electrice sau chimice. Sinapsele electrice constau în transmiterea bidirecțională a curentului electric între doi neuroni, în timp ce sinapsele chimice necesită intermediari numiți neurotransmițători.

În cele din urmă, atunci când un neuron comunică cu altul, el face acest lucru pentru activarea sau inhibarea acestuia, efectele finale observabile asupra comportamentului sau asupra unui anumit proces fiziologic sunt rezultatul excitării și inhibării mai multor neuroni pe un circuit neuronal.

Sinapsele electrice

Sinapsele electrice sunt considerabil mai rapide și mai ușoare decât cele chimice. Explicate într-un mod simplu, ele constau în transmiterea curenților depolarizatori între doi neuroni care sunt destul de apropiați, aproape lipiți între ei. Acest tip de sinapsă, de obicei, nu produce schimbări pe termen lung în neuronii postsinaptici.

Aceste sinapse apar la neuronii care au o joncțiune strânsă, în care membranele aproape ating, despărțite de un nivel scăzut de 2-4 nm. Spațiul dintre neuroni este atât de mic, deoarece neuronii lor trebuie să se unească prin canale formate din proteine ​​numite connexine.

Canalele formate de connexine permit comunicarea interioară a ambilor neuroni. Molecule mici (mai puțin de 1 kDa) pot trece prin acești pori, astfel încât sinapsele chimice sunt legate de procesele de comunicare metabolică, pe lângă comunicarea electrică, prin schimbul de alți mesageri care sunt produși în sinapsă, cum ar fi inozitol trifosfat ( IP ₃ ) sau adenozin monofosfat ciclic (cAMP).

Sinapsele electrice sunt de obicei făcute între neuroni de același tip, cu toate acestea, sinapsele electrice pot fi observate și între neuroni de diferite tipuri sau chiar între neuroni și astrocite (un tip de celule gliale).

Sinapsele electrice permit neuronilor să comunice rapid și mulți neuroni să se conecteze sincron. Datorită acestor proprietăți, putem realiza procese complexe care necesită o transmisie rapidă a informațiilor, cum ar fi procesele senzoriale, motorii și cognitive (atenție, memorie, învățare …).

Sinapsele chimice

Această imagine arată axonul de unde sunt eliberați neurotransmițătorii către receptorii de dendrită

Sinapsele chimice apar între neuronii adiacenți în care se conectează un element presinaptic, de obicei un terminal axonal, care emite semnalul, și un element postsinaptic, care se găsește de obicei în soma sau dendritele, care primește semnalul. semnal.

Acești neuroni nu sunt atașați, există un spațiu între ei de un 20nm numit fanta sinaptică.

Există diferite tipuri de sinapse chimice în funcție de caracteristicile morfologice ale acestora. Conform lui Gray (1959), sinapsele chimice pot fi împărțite în două grupuri.

Sinapsele chimice pot fi pur și simplu rezumate după cum urmează:

1. Un potențial de acțiune atinge terminalul axon, acesta deschide canalele ionilor de calciu (Ca ²⁺ ) și un flux de ioni este eliberat în fanta sinaptică.
2. Fluxul de ioni declanșează un proces în care veziculele, pline de neurotransmițători, se leagă de membrana postsinaptică și deschid un por prin care tot conținutul lor iese spre fanta sinaptică.
3. Neurotransmițătorii eliberați se leagă de receptorul postsinaptic specific pentru acel neurotransmițător.
4. Legarea neurotransmițătorului la neuronul postsinaptic reglează funcțiile neuronului postsinaptic.

Tipuri de sinapse chimice

Sinapsele chimice de tip I (asimetrice)

În aceste sinapsele, componenta presinaptică este formată din terminale axonale care conțin vezicule rotunjite, iar componenta postsinaptică se găsește în dendrite și există o densitate ridicată a receptorilor postsinaptici.

Tipul sinapsei depinde de neurotransmițătorii implicați, astfel încât neurotransmițătorii excitatori, cum ar fi glutamatul, sunt implicați în sinapsele de tip I, în timp ce neurotransmițătorii inhibitori, precum GABA, acționează în sinapsele de tip II.

Deși acest lucru nu apare pe întregul sistem nervos, în unele zone precum măduva spinării, substantia nigra, ganglionii bazali și coliculi, există sinapsele GABA-ergice cu o structură de tip I.

Sinapsele chimice de tip II (simetrice)

În aceste sinapsele, componenta presinaptică este formată din terminale axonale care conțin vezicule ovale, iar componenta postsinaptică poate fi găsită atât în ​​soma, cât și în dendrite și există o densitate mai mică a receptorilor postsinaptici decât în ​​sinapsele de tip I.

Alte diferențe ale acestui tip de sinapsă în ceea ce privește tipul I este că fanta sa sinaptică este mai restrânsă (aproximativ 12 nm aproximativ).

Un alt mod de a clasifica sinapsele este în funcție de componentele presinaptice și postsinaptice care le formează. De exemplu, dacă componenta presinaptică este un axon și componenta postsinaptică este o dendrită, ele se numesc sinapsele axodendritice. În acest fel, putem găsi sinapsele axoaxonice, axosomatice, dendroaxonice, dendrodendritice …

Tipul de sinapsă care apare cel mai frecvent în sistemul nervos central sunt sinapsele axospinoase de tip I (asimetrice). Se estimează că între 75-95% dintre sinapsele din cortexul cerebral sunt de tip I, în timp ce doar între 5 și 25% sunt sinapsele de tip II.

Neurotransmițători și neuromodulatori

Conceptul de neurotransmițător include toate substanțele care sunt eliberate la sinapsa chimică și care permit comunicarea neuronală. Neurotransmițătorii îndeplinesc următoarele criterii:

• Sunt sintetizați în interiorul neuronilor și sunt prezenți la terminalele axonale.
• Când este eliberată o cantitate suficientă de neurotransmițător, își exercită efectele asupra neuronilor adiacenți.
• După ce și-au încheiat sarcina, sunt eliminați prin mecanisme de degradare, inactivare sau recaptare.

Neuromodulatoarele sunt substanțe care completează acțiunile neurotransmițătorilor prin creșterea sau scăderea efectului lor. Ei fac acest lucru prin legarea la anumite site-uri din receptorul postsinaptic.

Există numeroase tipuri de neurotransmițători, dintre care cei mai importanți sunt:

• Aminoacizi, care pot fi excitatori, cum ar fi glutamatul, sau inhibitori, cum ar fi acidul y-aminobutiric, mai cunoscut sub numele de GABA.
• Acetilcolina.
• Catechollamide, cum ar fi dopamina sau norepinefrina
• Indolaminele, cum ar fi serotonina.
• Neuropeptide.

Referințe

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). Neuronii și comunicarea neurală. În D. Redolar, Neuroștiința cognitivă (pp. 27-66). Madrid: Medical Panamerican.
2. Gary, E. (1959). Sinapsă axo-somatică și axo-dendritică a cortexului cerebral: un studiu la microscop electronic. J. Anat, 93, 420-433.
3. Pasantes, H. (nd). Cum funcționează creierul? Principii generale. Preluat la 1 iulie 2016, de la Știință pentru toți.