Невронните връзки в мозъка причиняват сложно поведение. Невроните са малки изчислителни машини, които могат да упражняват влияние само чрез работа в мрежа.
Контролът на най-простите елементи на поведението (например рефлексите) не изисква голям брой неврони, но дори рефлексите често са придружени от осъзнаването на човека за задействането на рефлекс. Съзнателното възприемане на сензорните стимули (и всички висши функции на нервната система) зависи от огромен брой връзки между невроните.
Невронните връзки ни правят това, което сме. Качеството им влияе върху функционирането на вътрешните органи, интелектуалните способности и емоционалната стабилност.
Окабеляване
Невронни връзки на мозъка - окабеляването на нервната система. Работата на нервната система се основава на способността на неврона да възприема, обработва и предава информация на други клетки.
Информацията се предава чрез нервен импулс. Поведението на човек и функционирането на тялото му е напълнозависи от предаването и получаването на импулси от невроните чрез процеси.
Невронът има два вида процеси: аксон и дендрит. Аксонът на неврона винаги е един, по него невронът предава импулси към други клетки. Получава импулс чрез дендрити, от които може да има няколко.
Много (понякога десетки хиляди) аксони на други неврони са "свързани" с дендритите. Дендрит и аксон контакт чрез синапс.
Неврони и синапси
Пропастта между дендрита и аксона е синапсът. Защото аксонът е "източникът" на импулса, дендритът е "приемникът", а синаптичната цепнатина е мястото на взаимодействие: невронът, от който идва аксонът, се нарича пресинаптичен; невронът, от който идва дендритът, е постсинаптичен.
Синапсите могат да се образуват между аксон и невронно тяло, както и между два аксона или два дендрита. Много синаптични връзки се образуват от дендритния гръбнак и аксона. Шиповете са много пластични, имат много форми, могат бързо да изчезнат и да се образуват. Те са чувствителни към химически и физически въздействия (наранявания, инфекциозни заболявания).
В синапсите информацията най-често се предава чрез медиатори (химични вещества). Медиаторните молекули се освобождават върху пресинаптичната клетка, преминават през синаптичната цепнатина и се свързват с мембранните рецептори на постсинаптичната клетка. Медиаторите могат да предават възбуждащ или инхибиращ (инхибиторен) сигнал.
Невронните връзки на мозъка са връзката на невроните чрезсинаптични връзки. Синапсите са функционалната и структурна единица на нервната система. Броят на синаптичните връзки е ключов индикатор за мозъчната функция.
Рецептори
Рецепторите си спомнят всеки път, когато говорят за пристрастяване към наркотици или алкохол. Защо човек трябва да се ръководи от принципа на умереността?
Рецепторът на постсинаптичната мембрана е протеин, настроен към медиаторни молекули. Когато човек изкуствено (с лекарства, например) стимулира освобождаването на медиатори в синаптичната цепнатина, синапсът се опитва да възстанови баланса: намалява броя на рецепторите или тяхната чувствителност. Поради това естествените нива на концентрация на невротрансмитери в синапса престават да оказват влияние върху нервните структури.
Например, хората, които пушат никотин променят чувствителността на рецепторите към ацетилхолин, настъпва десенсибилизация (намаляване на чувствителността) на рецепторите. Естественото ниво на ацетилхолин е недостатъчно за рецептори с намалена чувствителност. Защото ацетилхолинът участва в много процеси, включително тези, свързани с концентрацията и комфорта, пушач не може да получи благоприятните ефекти на нервната система без никотин.
Въпреки това, чувствителността на рецепторите постепенно се възстановява. Въпреки че това може да отнеме много време, синапсът се връща към нормалното си състояние и човекът вече не се нуждае от стимуланти на трети страни.
Развитие на невронни мрежи
Дългосрочни промени в нервната системавръзки възникват при различни заболявания (психични и неврологични – шизофрения, аутизъм, епилепсия, Хънтингтън, Алцхаймер и Паркинсон). Синаптичните връзки и вътрешните свойства на невроните се променят, което води до нарушаване на нервната система.
Активността на невроните е отговорна за развитието на синаптичните връзки. „Използвай го или го загуби“е принципът зад невронните мрежи на мозъка. Колкото по-често "действат" невроните, толкова повече връзки между тях, толкова по-рядко, толкова по-малко връзки. Когато един неврон загуби всичките си връзки, той умира.
Някои автори изразяват други идеи, които са отговорни за регулирането на развитието на невронни мрежи. М. Буц свързва образуването на нови синапси с тенденцията на мозъка да поддържа "обичайно" ниво на активност.
Когато средното ниво на активност на невроните спадне (например поради нараняване), невроните изграждат нови контакти, с броя на синапсите активността на невроните се увеличава. Обратното също е вярно: веднага щом нивото на активност стане повече от обичайното ниво, броят на синаптичните връзки намалява. Подобни форми на хомеостаза често се срещат в природата, например в регулирането на телесната температура и нивата на кръвната захар.
M. Ботуши M. Butz отбеляза:
…образуването на нови синапси се дължи на желанието на невроните да поддържат дадено ниво на електрическа активност…
Хенри Маркрам, който участва в проект за създаване на невронна симулация на мозъка, подчертава перспективите за развитието на индустрия за изучаване на разрушаването, ремонта и развитието на невроннитевръзки. Изследователският екип вече е дигитализирал 31 000 неврона на плъхове. Невронните връзки на мозъка на плъх са представени във видеото по-долу.
Невропластичност
Развитието на невронните връзки в мозъка е свързано със създаването на нови синапси и модификацията на съществуващи. Възможността за модификации се дължи на синаптичната пластичност - промяна в "силата" на синапса в отговор на активирането на рецепторите на постсинаптичната клетка.
Човек може да помни информация и да се учи благодарение на пластичността на мозъка. Нарушаването на нервните връзки на мозъка поради травматични мозъчни наранявания и невродегенеративни заболявания поради невропластичност не става фатално.
Невропластичността се движи от необходимостта от промяна в отговор на новите условия на живот, но може както да реши проблемите на човека, така и да ги създаде. Промяната в силата на синапса, например при пушене, също е отражение на пластичността на мозъка. Наркотиците и обсесивно-компулсивното разстройство са толкова трудни за отърване именно поради неадаптивната промяна в синапсите в невронните мрежи.
Невропластичността е силно повлияна от невротрофичните фактори. N. V. Gulyaeva подчертава, че различни нарушения на нервните връзки възникват на фона на намаляване на нивата на невротрофините. Нормализирането на нивото на невротрофините води до възстановяване на невронните връзки в мозъка.
Всички ефективни лекарства, използвани за лечение на заболявания на мозъка, независимо от тяхната структура, ако са ефективни, те са по един или друг начинмеханизъм нормализира локалните нива на невротрофичните фактори.
Оптимизирането на нивата на невротрофините все още не може да бъде постигнато чрез директно доставяне до мозъка. Но човек може косвено да повлияе на нивата на невротрофините чрез физически и когнитивни натоварвания.
Физическа активност
Прегледите на проучванията показват, че упражненията подобряват настроението и познавателните способности. Доказателствата сочат, че тези ефекти се дължат на променените нива на невротрофичния фактор (BDNF) и подобреното сърдечно-съдово здраве.
Високите нива на BDNF са свързани с по-добри мерки за пространствена способност, епизодична и вербална памет. Ниските нива на BDNF, особено при възрастните хора, са свързани с хипокампална атрофия и увреждане на паметта, което може да е свързано с когнитивни проблеми, свързани с болестта на Алцхаймер.
Изучавайки възможностите за лечение и превенция на болестта на Алцхаймер, изследователите често говорят за незаменимостта на упражненията за хората. И така, проучванията показват, че редовното ходене влияе върху размера на хипокампуса и подобрява паметта.
Физическата активност увеличава скоростта на неврогенезата. Появата на нови неврони е важно условие за повторно учене (придобиване на нов опит и изтриване на стария).
Когнитивни натоварвания
Невронните връзки в мозъка се развиват, когато човек е в среда, обогатена със стимули. Новите преживявания са ключът към увеличаването на невронните връзки.
Нов опит- това е конфликт, когато проблемът не се решава със средствата, с които мозъкът вече разполага. Следователно той трябва да създава нови връзки, нови модели на поведение, което е свързано с увеличаване на плътността на бодлите, броя на дендритите и синапсите.
Усвояването на нови умения води до образуването на нови шипове и дестабилизиране на старите връзки между шипове и аксони. Човек развива нови навици, а старите изчезват. Някои проучвания свързват когнитивните разстройства (ADHD, аутизъм, умствена изостаналост) с гръбначни аномалии.
Шиповете са много гъвкави. Броят, формата и размерът на бодлите са свързани с мотивацията, ученето и паметта.
Времето, необходимо за промяна на формата и размера им, се измерва буквално в часове. Но това също така означава, че новите връзки могат да изчезнат също толкова бързо. Ето защо е най-добре да дадете приоритет на кратки, но чести когнитивни натоварвания пред дълги и редки.
Стил на живот
Диетата може да подобри познанието и да защити невронните връзки на мозъка от увреждане, да помогне за възстановяването им от заболяване и да противодейства на ефектите от стареенето. Здравето на мозъка изглежда е повлияно положително:
- омега-3 (риба, ленени семена, киви, ядки);
- куркумин (къри);
- флавоноиди (какао, зелен чай, цитрусови плодове, черен шоколад);
- витамини от група В;
- витамин Е (авокадо, ядки, фъстъци, спанак, пшенично брашно);
- холин (пилешко, телешко, яйцежълтъци).
Повечето от изброените продукти косвено засягат невротрофините. Положителното въздействие на диетата се засилва от наличието на упражнения. В допълнение, умереното ограничение на калориите стимулира експресията на невротрофини.
За възстановяване и развитие на невронните връзки е полезно да се изключат наситените мазнини и рафинираните захари. Храните с добавени захари намаляват нивата на невротрофини, което се отразява негативно на невропластичността. А високото съдържание на наситени мазнини в храната дори забавя възстановяването на мозъка след травматични мозъчни наранявания.
Сред негативните фактори, влияещи върху невронните връзки: тютюнопушенето и стреса. Пушенето и продължителният стрес напоследък се свързват с невродегенеративни промени. Въпреки че краткотрайният стрес може да бъде катализатор за невропластичност.
Функционирането на невронните връзки също зависи от съня. Може би дори повече от всички други изброени фактори. Защото самият сън е цената, която плащаме за пластичността на мозъка. Ch. Cirelli
CV
Как да подобрим невронните връзки в мозъка? Положително въздействие:
- упражнение;
- задачи и трудности;
- добър сън;
- балансирана диета.
Отрицателно въздействие:
- мазни храни и захар;
- пушене;
- продължителен стрес.
Мозъкът е изключителнопластмаса, но е много трудно да се "извайе" нещо от нея. Не обича да губи енергия за безполезни неща. Най-бързото развитие на нови връзки се случва в ситуация на конфликт, когато човек не е в състояние да реши проблема с известни методи.
