PAANO GUMAGANA ANG UTAK NG TAO? - NEUROPSYCHOLOGY - 2025

Ang utak ay gumaganap bilang isang istruktura at functional unit na binubuo ng higit sa dalawang uri ng mga selula: mga neuron at glial cells. Tinatayang mayroong mga 100 trilyong neuron sa buong sistema ng nerbiyos ng tao at tungkol sa 1,000 trilyong glial cells (mayroong 10 beses na mas glial cells kaysa sa mga neuron).

Ang mga neuron ay lubos na dalubhasa at ang kanilang mga function ay upang makatanggap, magproseso at magpadala ng impormasyon sa pamamagitan ng iba't ibang mga circuit at system. Ang proseso ng pagpapadala ng impormasyon ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga synaps, na maaaring elektrikal o kemikal.

Ang mga cell ng glial, sa kabilang banda, ay may pananagutan sa pag-regulate ng panloob na kapaligiran ng utak at pagpapadali sa proseso ng komunikasyon ng neuronal. Ang mga cell na ito ay matatagpuan sa buong sistema ng nerbiyos na bumubuo ng istraktura nito at kasangkot sa mga proseso ng pag-unlad at pagbuo ng utak.

Sa nakaraan ay naisip na ang mga glial cells ay nabuo lamang ang istraktura ng sistema ng nerbiyos, samakatuwid ang sikat na alamat na ginagamit lamang namin ang 10% ng ating utak. Ngunit alam natin ngayon na tinutupad nito ang mas kumplikadong mga pag-andar, halimbawa, nauugnay ito sa regulasyon ng immune system at ang mga proseso ng cellular plasticity pagkatapos na magdusa ng isang pinsala.

Bilang karagdagan, mahalaga ang mga ito upang gumana nang maayos ang mga neuron, dahil pinadali nila ang komunikasyon ng neuronal at may mahalagang papel sa transportasyon ng mga nutrisyon sa mga neuron.

Tulad ng maaari mong hulaan, ang utak ng tao ay nakamamanghang kumplikado. Tinatantya na ang isang utak ng isang may sapat na gulang ay naglalaman ng pagitan ng 100 at 500 trilyon na koneksyon at ang ating kalawakan ay may halos 100 bilyong bituin, kaya't masasabi na ang utak ng tao ay mas kumplikado kaysa sa isang kalawakan.

Paano nakukuha ang utak sa utak?

Ang function ng utak ay binubuo ng paghahatid ng impormasyon sa pagitan ng mga neuron, ang paghahatid na ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng higit pa o mas kumplikadong pamamaraan na tinatawag na synaps.

Ang mga Synapses ay maaaring maging de-koryenteng o kemikal. Ang mga de-koryenteng synapses ay binubuo ng paghahatid ng bidirectional ng kasalukuyang daloy sa pagitan ng dalawang neuron nang direkta, habang ang mga synod ng kemikal ay nangangailangan ng mga tagapamagitan na tinawag na mga neurotransmitters.

Sa huli, kapag ang isang neuron ay nakikipag-usap sa isa pa, ginagawa nito upang paganahin o pagbawalan ito, ang pangwakas na napansin na epekto sa pag-uugali o sa ilang proseso ng pisyolohikal ay ang resulta ng paggulo at pagsugpo ng ilang mga neuron sa buong isang neuronal circuit.

Mga de-koryenteng synaps

Ang mga electrical synapses ay mas mabilis at mas madali kaysa sa mga kemikal. Naipaliliwanag sa isang simpleng paraan, binubuo sila ng paghahatid ng pag-ubos ng mga alon sa pagitan ng dalawang mga neuron na medyo malapit, halos magkasama. Ang ganitong uri ng synaps ay karaniwang hindi gumagawa ng mga pangmatagalang pagbabago sa mga postynaptic neuron.

Ang mga synapses na ito ay nangyayari sa mga neuron na may isang mahigpit na kantong, kung saan halos mahipo ang mga lamad, na pinaghiwalay ng isang scant na 2-4nm. Ang puwang sa pagitan ng mga neuron ay napakaliit dahil ang kanilang mga neuron ay dapat sumali sa pamamagitan ng mga channel na gawa sa mga protina na tinatawag na mga connexins.

Ang mga channel na nabuo ng mga connexins ay nagpapahintulot sa interior ng parehong mga neuron na makipag-usap. Ang mga maliliit na molekula (mas mababa sa 1kDa) ay maaaring dumaan sa mga pores na ito, kaya ang mga kemikal na synapses ay nauugnay sa mga proseso ng komunikasyon ng metaboliko, bilang karagdagan sa elektrikal na komunikasyon, sa pamamagitan ng pagpapalitan ng pangalawang messenger na ginawa sa synaps, tulad ng inositol triphosphate ( IP ₃ ) o cyclic adenosine monophosphate (cAMP).

Ang mga elektrikal na synapses ay karaniwang ginawa sa pagitan ng mga neuron ng parehong uri, gayunpaman, ang mga de-koryenteng mga synaps ay maaari ring sundin sa pagitan ng mga neuron ng iba't ibang uri o kahit sa pagitan ng mga neuron at astrocytes (isang uri ng mga glial cells).

Pinapayagan ng mga elektrikal na synaps ang mga neuron na makipag-usap nang mabilis at maraming mga neuron na magkonekta na magkonekta. Salamat sa mga pag-aari na ito ay nagagawa namin ang mga kumplikadong proseso na nangangailangan ng isang mabilis na paghahatid ng impormasyon, tulad ng pandama, motor at mga proseso ng nagbibigay-malay (pansin, memorya, pag-aaral …).

Mga synod ng kemikal

Ipinapakita ng imaheng ito ang axon mula sa kung saan ang mga neurotransmitter ay pinakawalan patungo sa mga receptor ng dendrite

Ang mga kemikal na synapses ay nangyayari sa pagitan ng mga katabing mga neuron kung saan kumokonekta ang isang elemento ng presynaptic, kadalasan ay isang terminal ng axonal, na nagpapalabas ng signal, at isa pang postynaptic, na karaniwang matatagpuan sa soma o sa mga dendrite, na tumatanggap ng signal. signal.

Ang mga neuron na ito ay hindi nakakabit, mayroong isang puwang sa pagitan ng mga ito ng isang 20nm na tinatawag na synaptic cleft.

Mayroong iba't ibang mga uri ng mga synaps ng kemikal depende sa kanilang mga katangian ng morphological. Ayon kay Grey (1959), ang mga synaps ng kemikal ay maaaring nahahati sa dalawang pangkat.

Ang mga Chemical synapses ay maaaring mai-summarized tulad ng mga sumusunod:

1. Ang potensyal na pagkilos ay umabot sa terminal ng axon, bubukas nito ang mga calcium ion channel (Ca ²⁺ ) at ang isang daloy ng mga ion ay pinakawalan sa synaptic cleft.
2. Ang daloy ng mga ion ay nag-uudyok ng isang proseso kung saan ang mga vesicle, na puno ng mga neurotransmitters, ay nagbubuklod sa mga postynaptic membrane at magbukas ng isang butas sa pamamagitan ng kung saan ang lahat ng kanilang mga nilalaman ay lumabas papunta sa synaptic cleft.
3. Ang pinakawalan na mga neurotransmitter ay nagbubuklod sa mga postynaptic receptor na tiyak para sa neurotransmitter na iyon.
4. Ang pagbubuklod ng neurotransmitter sa mga postynaptic neuron ay kumokontrol sa mga pag-andar ng mga postynaptic neuron.

Mga uri ng mga synaps ng kemikal

Uri ng kemikal na synapses (walang simetrya)

Sa mga synapses na ito, ang sangkap na presynaptic ay binubuo ng mga axonal na mga terminal na naglalaman ng mga bilog na vesicle at ang sangkap na postsynaptic ay matatagpuan sa mga dendrite at mayroong isang mataas na density ng mga postynaptic receptor.

Ang uri ng synaps ay nakasalalay sa mga neurotransmitter na kasangkot, kaya ang mga excitatory neurotransmitters, tulad ng glutamate, ay kasangkot sa mga type na synapses ko, habang ang mga inhibitory neurotransmitters, tulad ng GABA, ay kumikilos sa mga type II synapses.

Bagaman hindi ito nangyayari sa buong sistema ng nerbiyos, sa ilang mga lugar tulad ng spinal cord, substantia nigra, basal ganglia, at colliculi, mayroong mga GABA-ergic synapses na may isang uri ng istraktura ko.

Type II kemikal na synapses (simetriko)

Sa mga synapses na ito, ang sangkap na presynaptic ay nabuo ng mga terminal ng axonal na naglalaman ng mga oval vesicle at ang mga sangkap na postsynaptic ay matatagpuan pareho sa soma at sa mga dendrite at mayroong isang mas mababang density ng mga postynaptic receptor kaysa sa mga type na synapses ko.

Ang iba pang mga pagkakaiba-iba ng ganitong uri ng synaps na may paggalang sa uri I ay na ang synaptic cleft nito ay mas makitid (tinatayang 12nm ang tinatayang).

Ang isa pang paraan upang maiuri ang mga synapses ay ayon sa mga sangkap ng presynaptic at postynaptic na bumubuo sa kanila. Halimbawa, kung ang sangkap na presynaptic ay isang axon at ang sangkap na postsynaptic ay isang dendrite, tinawag silang mga axodendritic synapses. Sa ganitong paraan mahahanap natin ang axoaxonic, axosomatic, dendroaxonic, dendrodendritic synapses …

Ang uri ng synaps na nangyayari nang madalas sa gitnang sistema ng nerbiyos ay axospinous type na I (asymmetric) synapses. Tinatayang na sa pagitan ng 75-95% ng mga synapses sa cerebral cortex ay uri ko, habang sa pagitan ng 5 at 25% lamang ang mga type II synapses.

Neurotransmitters at neuromodulators

Ang konsepto ng neurotransmitter ay may kasamang lahat ng mga sangkap na pinakawalan sa synaps ng kemikal at pinapayagan ang komunikasyon ng neuronal. Natugunan ng mga Neurotransmitters ang sumusunod na pamantayan:

• Ang mga ito ay synthesized sa loob ng mga neuron at naroroon sa mga axonal terminals.
• Kapag ang isang sapat na halaga ng neurotransmitter ay pinakawalan, ipinapalabas nito ang mga epekto nito sa mga katabing neuron.
• Kapag natapos na nila ang kanilang gawain, sila ay tinanggal sa pamamagitan ng marawal na kalagayan, hindi aktibo o reuptake na mga mekanismo.

Ang mga neuromodulators ay mga sangkap na umaakma sa mga aksyon ng mga neurotransmitters sa pamamagitan ng pagtaas o pagbawas ng kanilang epekto. Ginagawa nila ito sa pamamagitan ng pagkakagapos sa mga tukoy na site sa loob ng receptyn na postynaptic.

Maraming mga uri ng mga neurotransmitters, ang pinakamahalaga kung saan ay:

• Ang mga amino acid, na maaaring maging excitatory, tulad ng glutamate, o mga inhibitor, tulad ng γ-aminobutyric acid, na mas kilala bilang GABA.
• Acetylcholine.
• Catechollamides, tulad ng dopamine o norepinephrine
• Ang mga indolamines, tulad ng serotonin.
• Neuropeptides.

Mga Sanggunian

1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). Mga neuron at komunikasyon na neural. Sa D. Redolar, Cognitive Neuroscience (pp. 27-66). Madrid: Medikal na Panamerikano.
2. Gary, E. (1959). Axo-somatic at axo-dendritic synapsis ng cerebral cortex: isang pag-aaral ng mikroskopyo. J. Anat, 93, 420-433.
3. Pasantes, H. (nd). Paano gumagana ang utak? Pangkalahatang mga prinsipyo. Nakuha noong Hulyo 1, 2016, mula sa Science para sa lahat.