Неврон и неговата роля в мозъка

Преди да споделим информация за ролята на този “неврон” в мозъка, нека първо разгледаме невронните мрежи.

Какво представляват невронните мрежи?

Имайки предвид, че човешкият мозък има около 100 милиарда неврона с 50 до 200 трилиона връзки, е ясно, че е нужен анализ на по-високо равнище. Различни техники за изобразяване на мозъка позволяват мрежови анализ, който описва кои зони на мозъка участват в конкретни задачи. Първата стъпка е да се опише нормалната преработка на мрежите, например тези, които участват в наградата или страха. Следващата стъпка е да се разбере как тези мрежи се включват в пристрастяването и тревожността. В очертаването на мрежите, участващи в психопатологията, задачата е да се разбере как основната мрежа започва да участва в психопатологични процеси. Дали е липсата на връзки между мозъчните зони, или има реорганизация на нормалните процеси, които лежат в основата на специфични психопатологии? Това е един от въпросите, които учените си задават.

Мрежите се изучават от гледна точка на различни когнитивни и емоционални задачи. Във връзка с психопатологията са изследвани три специфични мрежи. Това са: базисната, или мрежата по подразбиране (наречена и вътрешна мрежа), централната изпълнителска мрежа (невронната мрежа, която участва в изпълняването на такива задачи като планиране, поставяне на цели, насочване на вниманието, извършване, потискане на управлението на действията и кодиране на постъпките в работната памет) и следящата мрежа (невронна мрежа, участваща в наблюдението и забелязването на важни промени в биологичните и когнитивните системи).

Мрежата по подразбиране е активна,

когато човекът не изпълнява определена задача, например когато съзнанието му се рее или преработва вътрешна информация. Централната изпълнителска мрежа участва в когнитивни задачи и в такива, изискващи внимание, които са от по-висок ред. Следящата мрежа е важна за следенето на изключително важни външни събития, както и на вътрешните състояния. Както ще бъде обяснено в детайли по-нататък, при психопатологичните разстройства като шизофрения, депресия, тревожност, деменция и аутизъм е показано, че има проблеми с включването и изключването, както и във връзките в самата мрежа.

Историческото разглеждане на психопатологията подчертава внимателното наблюдение и взаимодействието със засегнатите хора като важни методи за разбиране на природата на разстройството. Същевременно с напредъка в невронауката, изобразяването на мозъка и генетиката стават възможни други нива на анализ. Новите равнища предлагат различни перспективи към областта на психичните заболявания, но тъй като много от тези открития са толкова нови, не е изненадващо, че разбирането ни на психичните заболявания в момента непрекъснато се променя.

Неврологичните изследвания се използват за откриване на по-обективни маркери в диагностицирането и лечението на психичните разстройства. Те са помогнали и за описване на когнитивните, емоционалните и моторните процеси както в здраве, така и в болест. Това е довело до по-доброто формулиране на това, което стои в основата на тези процеси, например проблеми в поставянето на цели, поддържане на взаимоотношения с другите, мислене и чувстване, както и дефицити в паметовата система и системата на наградите.

Главният мозък

Мозъкът функционира въз основа на един основен елемент – неврона. През милионите и дори милиардите години еволюция, невронът е служил като основна изграждаща тухла на организмите. Макар че невроните са с най-различни размери и форми, всички те имат няколко основни характеристики.

1. Клетъчното тяло съдържа ядро, в което има дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК) и други органели, включително митохондрии, които участват в осигуряването на енергия;
2. Аксонът излиза от клетъчното тяло и участва в предаването на информация. Аксоните могат да са много къси, каквито например са в човешкия главен мозък, или да са с дължина 1,2 или 1,5 м, например тези, които излизат от гръбначния мозък и отиват към ръцете и краката.
3. Дендритите получават информация от други клетки.

Дендритите получават информация от други неврони, които завършват на различни места по дендрита. По принцип има хиляди връзки между невроните. Терминалните разклонения на тези други неврони всъщност не докосват, а осъществяват биохимическа връзка чрез малка празнина, изпълнена с течност, която се нарича синапс. Тези биохимически връзки могат да освобождават молекули (йони) с електрически заряд.

Когато се съберат повече от тези електрически заряди, това увеличава размера на електрическия потенциал. В една критична точка се създава акционен потенциал на място близо до клетъчното тяло, който бързо тръгва надолу по аксона в една посока. Акционният потенциал се нарича сигнал „всичко или нищо“, тъй като над една критична стойност се създава акционен потенциал, докато под критичната стойност не се изпраща електрическа активност по аксона.

Скоростта, с която акционният потенциал пътува по аксона, зависи от два фактора:

1. Дебелината на аксона. Акционните потенциали пътуват по-бързо в аксони с по-голям диаметър.
2. Дали аксонът е покрит с изолиращ материал, наречен миелинова обвивка. Акционните потенциали пътуват по-бързо в аксони, които са обвити в миелин.

Следователно аксон с по-голям диаметър и обвит в миелин ще има най-бързата проводимост. Разстройства като множествена склероза и аутизъм показват дефицити във връзки между аксоните.

Трябва да се отбележи, че има два основни вида синапси:

1. Единият тип, наречен химически синапс, включва секреция от предния неврон на различни типове невротрансмитери. Тези невротрансмитери създават протичането на токове. Това променя физиологичното състояние на следващия (след синапса) неврон, така че е по-вероятно (въздбудно) или по-малко вероятно (инхибиторно) той да създаде акционен потенциал.
2. Вторият тип синапс е електрически по природа. Електрическият ток протича през специални канали, които свързват празното пространство между двата неврона.

Как невронът предава информация?

Предаването на информация от един неврон на друг включва няколко стъпки/

1. Невротрансмитерите трябва да се създават и съхраняват;
2. Акционният потенциал пътува по аксона към терминала;
3. Чрез различни процеси невротрансмитерът се освобождава в празното място между двата неврона
4. Невротрансмитерът се свързва със специфични протеини в следващия неврон.
5. Това или увеличава (възбудно), или намалява (инхибиторно) възможността следващият неврон да създаде акционен потенциал.
6. Празното място между двата неврона на този етап трябва да бъде направено неутрално чрез един от няколко механизма, включително деактивирането на невротрансимтера, прибирането му обратно в първия неврон (наречено обратно захващане) и отстраняването му от синапса между двата неврона.

Именно тези невротрансмитери водят до тревожни процеси в някои случаи, но до депресия в други. Повечето лекарства, използвани за лечение на психичните заболявания, влияят върху невротрансмитерите в синапсите. Болестта на Алцхаймер, която води до загуба на паметта се причинява от разрушаването на отделни неврони по целия мозък. Повечето водещи до пристрастяване дроги увеличават количеството допамин в синапсите. Някои процеси включват път, който използва само няколко неврона. Стряскането от силен шум или докосването на гореща печка са примери на процеси, които имат кратки пътища. Други използват по-сложна поредица от връзки. По волевите и сложни процеси използват много по-дълга поредица от невронни връзки, наричани мрежи.