Conexiunile neuronale din creier provoacă un comportament complex. Neuronii sunt mașini de calcul mici care pot exercita influență numai prin crearea de rețele.
Controlul celor mai simple elemente ale comportamentului (de exemplu, reflexele) nu necesită un număr mare de neuroni, dar chiar și reflexele sunt adesea însoțite de conștientizarea unei persoane cu privire la declanșarea unui reflex. Percepția conștientă a stimulilor senzoriali (și a tuturor funcțiilor superioare ale sistemului nervos) depinde de un număr mare de conexiuni între neuroni.
Conexiunile neuronale ne fac ceea ce suntem. Calitatea lor afectează funcționarea organelor interne, abilitățile intelectuale și stabilitatea emoțională.
„Cablare”
Conexiuni neuronale ale creierului - cablarea sistemului nervos. Activitatea sistemului nervos se bazează pe capacitatea unui neuron de a percepe, procesa și transmite informații către alte celule.
Informația este transmisă printr-un impuls nervos. Comportamentul unei persoane și funcționarea corpului său este completdepinde de transmiterea și primirea impulsurilor de către neuroni prin procese.
Un neuron are două tipuri de procese: un axon și o dendrită. Axonul unui neuron este întotdeauna unul, de-a lungul acestuia neuronul transmite impulsuri către alte celule. Primește un impuls prin dendrite, dintre care pot fi mai multe.
Mulți (uneori zeci de mii) axoni ai altor neuroni sunt „conectați” la dendrite. Contact dendrită și axon prin sinapse.
Neuroni și sinapse
Decalajul dintre dendrită și axon este sinapsa. pentru că axonul este „sursa” impulsului, dendrita este „receptorul”, iar fanta sinaptică este locul interacțiunii: neuronul din care provine axonul se numește presinaptic; neuronul din care provine dendrita este postsinaptic.
Sinapsele se pot forma între un axon și un corp neuronal și între doi axoni sau două dendrite. Multe conexiuni sinaptice sunt formate de coloana dendritică și axon. Tepii sunt foarte plastici, au multe forme, pot dispărea și forma rapid. Sunt sensibili la influențele chimice și fizice (răni, boli infecțioase).
În sinapse, informația este transmisă cel mai adesea prin mediatori (substanțe chimice). Moleculele mediatoare sunt eliberate pe celula presinaptică, traversează fanta sinaptică și se leagă de receptorii membranari ai celulei postsinaptice. Mediatorii pot transmite un semnal excitator sau inhibitor (inhibitor).
Conexiunile neuronale ale creierului sunt conexiunile neuronilor prin intermediulconexiuni sinaptice. Sinapsele sunt unitatea funcțională și structurală a sistemului nervos. Numărul de conexiuni sinaptice este un indicator cheie pentru funcționarea creierului.
Receptori
Receptorii își amintesc de fiecare dată când vorbesc despre dependența de droguri sau alcool. De ce ar trebui o persoană să fie ghidată de principiul moderației?
Receptorul de pe membrana postsinaptică este o proteină adaptată la moleculele mediatoare. Când o persoană în mod artificial (cu medicamente, de exemplu) stimulează eliberarea de mediatori în fanta sinaptică, sinapsa încearcă să restabilească echilibrul: reduce numărul de receptori sau sensibilitatea acestora. Din această cauză, nivelurile naturale de concentrație ale neurotransmițătorilor din sinapsă încetează să aibă efect asupra structurilor neuronale.
De exemplu, persoanele care fumează nicotină modifică susceptibilitatea receptorilor la acetilcolină, apare desensibilizarea (scăderea sensibilității) receptorilor. Nivelul natural de acetilcolină este insuficient pentru receptorii cu sensibilitate redusă. pentru că acetilcolina este implicată în multe procese, inclusiv cele asociate cu concentrarea și confortul, un fumător nu poate obține efectele benefice ale sistemului nervos fără nicotină.
Cu toate acestea, sensibilitatea receptorilor este restabilită treptat. Deși acest lucru poate dura mult timp, sinapsa revine la normal și persoana nu mai are nevoie de stimulente de la terți.
Dezvoltarea rețelelor neuronale
Modificări pe termen lung ale neuronuluilegăturile apar în diverse boli (mentale și neurologice - schizofrenie, autism, epilepsie, boli Huntington, Alzheimer și Parkinson). Conexiunile sinaptice și proprietățile interne ale neuronilor se modifică, ceea ce duce la perturbarea sistemului nervos.
Activitatea neuronilor este responsabilă pentru dezvoltarea conexiunilor sinaptice. „Folosește-l sau pierde-l” este principiul din spatele rețelelor neuronale ale creierului. Cu cât neuronii „acţionează” mai des, cu atât mai multe conexiuni între ei, cu atât mai rar, cu atât mai puţine conexiuni. Când un neuron își pierde toate conexiunile, moare.
Unii autori exprimă alte idei care sunt responsabile de reglementarea dezvoltării rețelelor neuronale. M. Butz leagă formarea de noi sinapse cu tendința creierului de a menține un nivel „obișnuit” de activitate.
Când nivelul mediu de activitate al neuronilor scade (de exemplu, din cauza unei leziuni), neuronii construiesc noi contacte, odată cu numărul de sinapse, activitatea neuronilor crește. Este adevărat și invers: de îndată ce nivelul de activitate devine mai mare decât nivelul obișnuit, numărul conexiunilor sinaptice scade. Forme similare de homeostazie se găsesc adesea în natură, de exemplu, în reglarea temperaturii corpului și a nivelului de zahăr din sânge.
M. Boots M. Butz a notat:
…formarea de noi sinapse se datorează dorinței neuronilor de a menține un anumit nivel de activitate electrică…
Henry Markram, care este implicat într-un proiect de creare a unei simulări neuronale a creierului, evidențiază perspectivele de dezvoltare a unei industrii care să studieze perturbarea, repararea și dezvoltarea neuronelor.conexiuni. Echipa de cercetare a digitizat deja 31.000 de neuroni de șobolan. Conexiunile neuronale ale creierului de șobolan sunt prezentate în videoclipul de mai jos.
Neuroplasticitate
Dezvoltarea conexiunilor neuronale în creier este asociată cu crearea de noi sinapse și modificarea celor existente. Posibilitatea modificărilor se datorează plasticității sinaptice - o schimbare a „puterii” sinapsei ca răspuns la activarea receptorilor de pe celula postsinaptică.
O persoană își poate aminti informații și poate învăța datorită plasticității creierului. Încălcarea conexiunilor neuronale ale creierului din cauza leziunilor cerebrale traumatice și a bolilor neurodegenerative datorate neuroplasticității nu devine fatală.
Neuroplasticitatea este determinată de nevoia de a se schimba ca răspuns la noile condiții de viață, dar poate atât să rezolve problemele unei persoane, cât și să le creeze. O schimbare a puterii sinapselor, de exemplu, atunci când fumați, este, de asemenea, o reflectare a plasticității creierului. Drogurile și tulburarea obsesiv-compulsivă sunt atât de greu de scăpat tocmai din cauza modificării dezadaptative a sinapselor din rețelele neuronale.
Neuroplasticitatea este foarte influențată de factorii neurotrofici. N. V. Gulyaeva subliniază că diverse tulburări ale conexiunilor neuronale apar pe fondul unei scăderi a nivelurilor de neurotrofine. Normalizarea nivelului de neurotrofine duce la restabilirea conexiunilor neuronale din creier.
Toate medicamentele eficiente folosite pentru tratarea bolilor creierului, indiferent de structura lor, dacă sunt eficiente, sunt într-un fel sau altulmecanism normalizează nivelurile locale ale factorilor neurotrofici.
Optimizarea nivelurilor de neurotrofine nu poate fi încă realizată prin livrare directă la creier. Dar o persoană poate influența indirect nivelurile de neurotrofine prin sarcini fizice și cognitive.
Activitate fizică
Recenzii ale studiilor arată că exercițiile fizice îmbunătățesc starea de spirit și cogniția. Dovezile sugerează că aceste efecte se datorează nivelurilor modificate de factor neurotrofic (BDNF) și îmbunătățirii sănătății cardiovasculare.
Nivelurile ridicate de BDNF au fost asociate cu măsuri mai bune ale capacității spațiale, memoriei episodice și verbale. Nivelurile scăzute de BDNF, în special la vârstnici, au fost corelate cu atrofia hipocampului și tulburări de memorie, care pot fi legate de probleme cognitive asociate cu boala Alzheimer.
Studiind posibilitățile de tratament și prevenire a bolii Alzheimer, cercetătorii vorbesc adesea despre indispensabilitatea exercițiilor fizice pentru oameni. Așadar, studiile arată că mersul regulat pe jos afectează dimensiunea hipocampului și îmbunătățește memoria.
Activitatea fizică crește rata neurogenezei. Apariția de noi neuroni este o condiție importantă pentru reînvățare (dobândirea unei noi experiențe și ștergerea celei vechi).
Încărcări cognitive
Conexiunile neuronale din creier se dezvoltă atunci când o persoană se află într-un mediu îmbogățit cu stimuli. Noile experiențe sunt cheia pentru creșterea conexiunilor neuronale.
Experiență nouă- acesta este un conflict atunci când problema nu este rezolvată prin mijloacele pe care le are deja creierul. Prin urmare, el trebuie să creeze noi conexiuni, noi modele de comportament, care sunt asociate cu o creștere a densității coloanelor vertebrale, a numărului de dendrite și a sinapselor.
Învățarea de noi abilități duce la formarea de noi spini și la destabilizarea vechilor conexiuni între tepi și axoni. O persoană dezvoltă noi obiceiuri, iar cele vechi dispar. Unele studii leagă tulburările cognitive (ADHD, autism, retard mental) cu anomalii ale coloanei vertebrale.
Coloanele sunt foarte flexibile. Numărul, forma și dimensiunea coloanelor vertebrale sunt asociate cu motivația, învățarea și memoria.
Timpul necesar pentru a le schimba forma și dimensiunea este literalmente măsurat în ore. Dar înseamnă și că noile conexiuni pot dispărea la fel de repede. Prin urmare, cel mai bine este să acordați prioritate sarcinilor cognitive scurte, dar frecvente, față de cele lungi și rare.
Stil de viață
Dieta poate îmbunătăți cunoașterea și poate proteja conexiunile neuronale ale creierului de leziuni, ajută la recuperarea lor după boală și poate contracara efectele îmbătrânirii. Sănătatea creierului pare să fie afectată pozitiv:
- omega-3 (pește, semințe de in, kiwi, nuci);
- curcumină (curry);
- flavonoide (cacao, ceai verde, citrice, ciocolată neagră);
- vitamine B;
- vitamina E (avocado, nuci, alune, spanac, făină de grâu);
- colină (pui, vițel, ougălbenușuri).
Majoritatea produselor enumerate afectează indirect neurotrofinele. Impactul pozitiv al dietei este sporit de prezența exercițiilor fizice. În plus, restricția calorică moderată stimulează expresia neurotrofinelor.
Pentru restabilirea și dezvoltarea conexiunilor neuronale, este util să excludeți grăsimile saturate și zaharurile rafinate. Alimentele cu adaos de zaharuri reduc nivelul de neurotrofine, care afectează negativ neuroplasticitatea. Iar conținutul ridicat de grăsimi saturate din alimente încetinește chiar recuperarea creierului după leziuni traumatice ale creierului.
Printre factorii negativi care afectează conexiunile neuronale: fumatul și stresul. Fumatul și stresul prelungit au fost recent asociate cu modificări neurodegenerative. Deși stresul pe termen scurt poate fi un catalizator al neuroplasticității.
Funcționarea conexiunilor neuronale depinde și de somn. Poate chiar mai mult decât toți ceilalți factori enumerați. Pentru că somnul în sine este prețul pe care îl plătim pentru plasticitatea creierului. Ch. Cirelli
CV
Cum să îmbunătățești conexiunile neuronale din creier? Impact pozitiv:
- exercițiu;
- sarcini și dificultăți;
- somn bun;
- dietă echilibrată.
Impact negativ:
- alimente grase și zahăr;
- fumat;
- stres prelungit.
Creierul este extrem deplastic, dar este foarte greu să „sculpți” ceva din el. Nu-i place să irosească energia cu lucruri inutile. Cea mai rapidă dezvoltare a noilor conexiuni are loc într-o situație de conflict, când o persoană nu este capabilă să rezolve problema folosind metode cunoscute.
