Połączenia neuronowe w mózgu powodują złożone zachowania. Neurony to małe maszyny obliczeniowe, które mogą wywierać wpływ tylko poprzez sieć.
Kontrolowanie najprostszych elementów zachowania (na przykład odruchów) nie wymaga dużej liczby neuronów, ale nawet odruchom często towarzyszy świadomość wyzwolenia odruchu. Świadoma percepcja bodźców czuciowych (i wszystkich wyższych funkcji układu nerwowego) zależy od ogromnej liczby połączeń między neuronami.
Połączenia neuronowe czynią nas tym, kim jesteśmy. Ich jakość wpływa na funkcjonowanie narządów wewnętrznych, zdolności intelektualne oraz stabilność emocjonalną.
Okablowanie
Połączenia nerwowe mózgu - okablowanie układu nerwowego. Praca układu nerwowego opiera się na zdolności neuronu do postrzegania, przetwarzania i przekazywania informacji innym komórkom.
Informacje są przekazywane przez impuls nerwowy. Zachowanie człowieka i funkcjonowanie jego ciała jest całkowiciezależy od przekazywania i odbierania impulsów przez neurony poprzez procesy.
Neuron ma dwa rodzaje procesów: akson i dendryt. Akson neuronu jest zawsze jeden, wzdłuż niego neuron przekazuje impulsy do innych komórek. Otrzymuje impuls przez dendryty, których może być kilka.
Wiele (czasem dziesiątki tysięcy) aksonów innych neuronów jest "podłączonych" do dendrytów. Kontakt dendrytów i aksonów przez synapsę.
Neurony i synapsy
Przerwa między dendrytem a aksonem to synapsa. Ponieważ akson jest „źródłem” impulsu, dendryt jest „odbiornikiem”, a szczelina synaptyczna jest miejscem interakcji: neuron, z którego pochodzi akson, nazywa się presynaptycznym; neuron, z którego pochodzi dendryt, jest postsynaptyczny.
Synapsy mogą tworzyć się między aksonem a ciałem neuronu oraz między dwoma aksonami lub dwoma dendrytami. Wiele połączeń synaptycznych tworzy kręgosłup dendrytyczny i akson. Kolce są bardzo plastyczne, mają wiele kształtów, mogą szybko zniknąć i uformować się. Są wrażliwe na wpływy chemiczne i fizyczne (urazy, choroby zakaźne).
W synapsach informacje są najczęściej przekazywane przez mediatory (substancje chemiczne). Cząsteczki mediatora są uwalniane na komórce presynaptycznej, przechodzą przez szczelinę synaptyczną i wiążą się z receptorami błonowymi komórki postsynaptycznej. Mediatory mogą przekazywać sygnał pobudzający lub hamujący (hamujący).
Połączenia nerwowe w mózgu to połączenie neuronów poprzezpołączenia synaptyczne. Synapsy są funkcjonalną i strukturalną jednostką układu nerwowego. Liczba połączeń synaptycznych jest kluczowym wskaźnikiem funkcji mózgu.
Receptory
Receptory pamiętają za każdym razem, gdy mówią o uzależnieniu od narkotyków lub alkoholu. Dlaczego człowiek powinien kierować się zasadą umiaru?
Receptor na błonie postsynaptycznej to białko dostrojone do cząsteczek mediatora. Kiedy osoba sztucznie (na przykład za pomocą leków) stymuluje uwalnianie mediatorów do szczeliny synaptycznej, synapsa próbuje przywrócić równowagę: zmniejsza liczbę receptorów lub ich wrażliwość. Z tego powodu naturalne poziomy koncentracji neuroprzekaźników w synapsie przestają mieć wpływ na struktury nerwowe.
Na przykład osoby palące nikotynę zmieniają podatność receptorów na acetylocholinę, następuje odczulanie (spadek wrażliwości) receptorów. Naturalny poziom acetylocholiny jest niewystarczający dla receptorów o obniżonej wrażliwości. Ponieważ acetylocholina bierze udział w wielu procesach, w tym związanych z koncentracją i komfortem, palacz nie może uzyskać dobroczynnego działania układu nerwowego bez nikotyny.
Jednak wrażliwość receptorów jest stopniowo przywracana. Chociaż może to zająć dużo czasu, synapsa wraca do normy i osoba nie potrzebuje już środków pobudzających innych firm.
Rozwój sieci neuronowych
Długotrwałe zmiany w układzie nerwowympowiązania występują w różnych chorobach (psychicznych i neurologicznych - schizofrenii, autyzmie, epilepsji, chorobach Huntingtona, Alzheimera i Parkinsona). Zmieniają się połączenia synaptyczne i wewnętrzne właściwości neuronów, co prowadzi do zaburzeń układu nerwowego.
Aktywność neuronów odpowiada za rozwój połączeń synaptycznych. „Użyj lub strać” to zasada stojąca za sieciami neuronowymi w mózgu. Im częściej neurony "działają", im więcej połączeń między nimi, tym rzadziej, tym mniej połączeń. Kiedy neuron traci wszystkie połączenia, umiera.
Niektórzy autorzy wyrażają inne idee, które są odpowiedzialne za regulowanie rozwoju sieci neuronowych. M. Butz łączy powstawanie nowych synaps z tendencją mózgu do utrzymywania „zwykłego” poziomu aktywności.
Kiedy średni poziom aktywności neuronów spada (na przykład z powodu kontuzji), neurony budują nowe kontakty, a wraz z liczbą synaps aktywność neuronów wzrasta. Odwrotna sytuacja jest również prawdziwa: gdy tylko poziom aktywności staje się wyższy niż zwykle, liczba połączeń synaptycznych maleje. Podobne formy homeostazy często występują w przyrodzie, na przykład w regulacji temperatury ciała i poziomu cukru we krwi.
M. Buty M. Butz zauważył:
…tworzenie nowych synaps wynika z pragnienia neuronów, aby utrzymać określony poziom aktywności elektrycznej…
Henry Markram, który jest zaangażowany w projekt stworzenia neuronowej symulacji mózgu, podkreśla perspektywy rozwoju branży badającej zakłócenia, naprawy i rozwój neuronówznajomości. Zespół badawczy zdigitalizował już 31 000 szczurzych neuronów. Połączenia nerwowe w mózgu szczura przedstawia poniższy film.
Neuroplastyczność
Rozwój połączeń nerwowych w mózgu wiąże się z tworzeniem nowych synaps i modyfikacją już istniejących. Możliwość modyfikacji wynika z plastyczności synaptycznej – zmiany „mocy” synapsy w odpowiedzi na aktywację receptorów na komórce postsynaptycznej.
Osoba może zapamiętywać informacje i uczyć się dzięki plastyczności mózgu. Naruszenie połączeń nerwowych mózgu z powodu urazowych uszkodzeń mózgu i chorób neurodegeneracyjnych z powodu neuroplastyczności nie staje się śmiertelne.
Neuroplastyczność jest napędzana potrzebą zmiany w odpowiedzi na nowe warunki życia, ale może zarówno rozwiązać problemy człowieka, jak i je stworzyć. Zmiana mocy synaps, na przykład podczas palenia, jest również odzwierciedleniem plastyczności mózgu. Narkotyki i zaburzenia obsesyjno-kompulsyjne są tak trudne do pozbycia się właśnie z powodu nieprzystosowawczych zmian w synapsach w sieciach neuronowych.
Na neuroplastyczność duży wpływ mają czynniki neurotroficzne. N. V. Gulyaeva podkreśla, że na tle spadku poziomu neurotrofin występują różne zaburzenia połączeń nerwowych. Normalizacja poziomu neurotrofin prowadzi do przywrócenia połączeń nerwowych w mózgu.
Wszystkie skuteczne leki stosowane w leczeniu chorób mózgu, niezależnie od ich struktury, jeśli są skuteczne, to w taki czy inny sposóbmechanizm normalizuje lokalne poziomy czynników neurotroficznych.
Optymalizacja poziomów neurotrofin nie może być jeszcze osiągnięta przez bezpośrednie dostarczanie do mózgu. Ale osoba może pośrednio wpływać na poziomy neurotrofin poprzez obciążenia fizyczne i poznawcze.
Aktywność fizyczna
Recenzje badań pokazują, że ćwiczenia poprawiają nastrój i funkcje poznawcze. Dowody sugerują, że te efekty są spowodowane zmienionymi poziomami czynnika neurotroficznego (BDNF) i poprawą zdrowia układu krążenia.
Wysokie poziomy BDNF zostały powiązane z lepszymi miarami zdolności przestrzennych, pamięci epizodycznej i werbalnej. Niski poziom BDNF, zwłaszcza u osób starszych, został skorelowany z atrofią hipokampa i upośledzeniem pamięci, co może być związane z problemami poznawczymi związanymi z chorobą Alzheimera.
Badając możliwości leczenia i profilaktyki choroby Alzheimera, naukowcy często mówią o nieodzowności ćwiczeń fizycznych dla ludzi. Badania pokazują więc, że regularne chodzenie wpływa na wielkość hipokampa i poprawia pamięć.
Aktywność fizyczna zwiększa tempo neurogenezy. Pojawienie się nowych neuronów jest ważnym warunkiem ponownego uczenia się (zdobywania nowych doświadczeń i wymazywania starego).
Ładunki poznawcze
Połączenia nerwowe w mózgu rozwijają się, gdy osoba znajduje się w środowisku wzbogaconym o bodźce. Nowe doświadczenia są kluczem do zwiększenia połączeń neuronowych.
Nowe doświadczenie- jest to konflikt, gdy problem nie zostanie rozwiązany środkami, które mózg już ma. Dlatego musi tworzyć nowe połączenia, nowe wzorce zachowań, co wiąże się ze wzrostem gęstości kolców, liczby dendrytów i synaps.
Nauka nowych umiejętności prowadzi do powstania nowych kolców i destabilizacji starych połączeń między kolcami i aksonami. Człowiek rozwija nowe nawyki, a stare znikają. Niektóre badania łączą zaburzenia poznawcze (ADHD, autyzm, upośledzenie umysłowe) z nieprawidłowościami kręgosłupa.
Kolce są bardzo elastyczne. Liczba, kształt i rozmiar kolców są związane z motywacją, nauką i pamięcią.
Czas potrzebny do zmiany ich kształtu i rozmiaru jest dosłownie mierzony w godzinach. Ale oznacza to również, że nowe połączenia mogą równie szybko zniknąć. Dlatego najlepiej jest nadać priorytet krótkim, ale częstym obciążeniom poznawczym nad długimi i rzadkimi.
Styl życia
Dieta może poprawić funkcje poznawcze i chronić połączenia nerwowe w mózgu przed uszkodzeniem, pomóc w powrocie do zdrowia po chorobie i przeciwdziałać skutkom starzenia. Wydaje się, że ma to pozytywny wpływ na zdrowie mózgu:
- omega-3 (ryby, nasiona lnu, kiwi, orzechy);
- kurkumina (curry);
- flawonoidy (kakao, zielona herbata, owoce cytrusowe, gorzka czekolada);
- witaminy z grupy B;
- witamina E (awokado, orzechy, orzeszki ziemne, szpinak, mąka pszenna);
- cholina (kurczak, cielęcina, jajko)żółtka).
Większość wymienionych produktów pośrednio wpływa na neurotrofiny. Pozytywny wpływ diety potęguje obecność ćwiczeń. Ponadto umiarkowane ograniczenie kalorii stymuluje ekspresję neurotrofin.
W celu przywrócenia i rozwoju połączeń nerwowych przydatne jest wykluczenie tłuszczów nasyconych i cukrów rafinowanych. Pokarmy z dodatkiem cukrów obniżają poziom neurotrofin, co negatywnie wpływa na neuroplastyczność. A wysoka zawartość tłuszczów nasyconych w żywności nawet spowalnia regenerację mózgu po urazach mózgu.
Wśród negatywnych czynników wpływających na połączenia nerwowe: palenie i stres. Palenie i przedłużający się stres są ostatnio kojarzone ze zmianami neurodegeneracyjnymi. Chociaż krótkotrwały stres może być katalizatorem neuroplastyczności.
Funkcjonowanie połączeń neuronowych również zależy od snu. Być może nawet bardziej niż wszystkie inne wymienione czynniki. Ponieważ sam sen jest ceną, jaką płacimy za plastyczność mózgu Ch. Cirelli
CV
Jak poprawić połączenia nerwowe w mózgu? Pozytywny wpływ:
- ćwiczenie;
- zadania i trudności;
- dobry sen;
- zbilansowana dieta.
Negatywny wpływ:
- żywność tłusta i cukier;
- palenie;
- długotrwały stres.
Mózg jest niezwykleplastik, ale bardzo trudno coś z niego „wyrzeźbić”. Nie lubi marnować energii na bezużyteczne rzeczy. Najszybszy rozwój nowych połączeń następuje w sytuacji konfliktowej, kiedy dana osoba nie jest w stanie rozwiązać problemu znanymi metodami.
