人間の脳はどのように機能しますか？



ニューロンおよびグリア細胞：構造的および機能的単位として脳機能は、主に2つのセルの種類から成ります。人間の神経系の約100兆ニューロンおよび約1,000兆グリア細胞は、（ニューロンの10倍以上のグリア細胞が存在する）が存在すると推定されています.

ニューロンは非常に特殊化されており、それらの機能は異なる回路およびシステムを通して情報を受信し、処理しそして送信することである。情報を伝達するプロセスはシナプスを通して行われます。.

その一方で、グリア細胞は、脳の内部環境を調節し、神経伝達プロセスを促進する役割を果たしています。これらの細胞は、それらが構造化され、そして脳の発達および形成の過程に関与しているならば、形成する神経系全体にわたって配置される。.

以前は、グリア細胞は神経系の構造のみを形成すると考えられていました。そのため、私たちは脳の10％しか使用しないという有名な神話です。しかし今日、我々はそれがはるかに複雑な機能を果たすことを知っています、例えば、怪我をした後の免疫システムと細胞の可塑性プロセスの調節に関連しています.

さらに、それらはニューロンのコミュニケーションを促進し、栄養素をニューロンに輸送するのに重要な役割を果たすので、それらはニューロンが正しく機能するために不可欠である。.

ご想像のとおり、人間の脳は非常に複雑です。大人の人間の脳には100から500兆個の接続があり、私たちの銀河には約100兆個の星があると推定されているので、人間の脳は銀河よりはるかに複雑だと結論づけられます。 ＆Valero、2014）.

ニューロン間のコミュニケーション：シナプス

脳機能はニューロン間の情報伝達を含み、この伝達はシナプスと呼ばれる多少複雑な手順で行われます。.

シナプスは、電気的または化学的なことができます。化学シナプスでの神経伝達物質と呼ばれるいくつかの仲介を必要とし、一方、電気シナプスは、直接2つのニューロン間の電流の双方向伝送で構成します.

基本的に、ニューロンがそれを活性化または抑制するために他のニューロンと通信するとき、行動または何らかの生理学的過程において観察可能な最終効果は、神経回路に沿ったいくつかのニューロンの興奮および抑制の結果である。.

電気シナプス

電気的シナプスは、化学的シナプスよりもはるかに速く単純です。簡単に説明すると、それらは非常に近い2つのニューロン間の偏光解消電流の伝達で構成されており、ほとんど接着しています。この種のシナプスは通常シナプス後ニューロンの長期的変化を生じない.

これらのシナプスは、数個の2〜4 nmの間隔で隔てられた、膜がほとんど接しているタイトジャンクションを持つニューロンで発生します。それらのニューロンはコネキシンと呼ばれるタンパク質によって形成されたチャネルによって結合されなければならないので、ニューロン間のスペースはとても小さいです.

コネキシンによって形成されるチャネルは、両方のニューロンの内側が連絡することを可能にする。これらの孔を通して、小分子（１ｋＤａ未満）を通過させることができるので、化学シナプスは、イノシトール三リン酸などのシナプスで起こるセカンドメッセンジャーの交換を介して、電気通信に加えて代謝通信プロセスに関連している。 IP3）または環状アデノシン一リン酸（ｃＡＭＰ）.

電気シナプスは通常同じタイプのニューロン間で作られますが、電気シナプスは異なるタイプのニューロン間、さらにはニューロンとアストロサイト（グリア細胞の一種）の間でも観察されます。.

電気的シナプスにより、ニューロンは高速に通信し、多数のニューロンを同期的に接続することができます。これらの性質のおかげで、感覚、運動、認知過程（注意、記憶、学習など）のような迅速な情報伝達を必要とする複雑な過程を実行することができます。.

化学シナプス

化学シナプスは、シナプス前要素が接続されている隣接するニューロン、通常はシグナルを発する軸索終末と、通常は細胞体または樹状突起に見られるシグナルを受け取るシナプス後部との間で起こる。合図.

これらのニューロンは動けなくなり、シナプス間隙と呼ばれる20nmのそれらの間にスペースがあります.

それらの形態学的特徴に応じて異なる種類の化学シナプスがある。 Grey（1959）によれば、化学シナプスは2つのグループに分けられる。.

  • タイプI化学シナプス （非対称）これらのシナプスでは、シナプス前成分は丸い小胞を含む軸索末端によって形成され、シナプス後部は樹状突起に見られ、高密度のシナプス後受容体が存在する。.
  • II型化学シナプス （対称）これらのシナプスでは、シナプス前成分は楕円形小胞を含む軸索終末によって形成され、シナプス後部は体細胞と樹状突起の両方に見られ、I型シナプスよりもシナプス後受容体の密度が低い。タイプＩと比較したシナプスのタイプは、そのシナプス間隙がより狭い（約１２ｎｍ）ということである。.

シナプスの種類はそれに関与する神経伝達物質に依存するため、グルタメートなどの興奮性神経伝達物質はI型シナプスに関与し、GABAなどの阻害剤はII型シナプスに関与します。.

これは神経系全体には発生しませんが、脊髄、黒質、大脳基底核、丘陵などの一部の領域では、I型の構造を持つGABA作動性シナプスがあります。.

シナプスを分類するもう1つの方法は、シナプスを形成するシナプス前成分とシナプス後成分によるものです。例えば、シナプス前成分が軸索でシナプス後成分が樹状突起の両方である場合、このようにして軸索、軸索、樹状突起、樹状突起シナプスを見つけることができます。

中枢神経系の中で最も頻繁に発生するシナプスの種類は、シナプスaxoespinosasタイプI（非対称）です。唯一の5〜25％がIIシナプス種類ありながら、大脳皮質におけるシナプスの75から95パーセントは、タイプIであると推定されています.

化学シナプスは次のように簡単に要約できます。

  1. 活動電位は軸索末端に達し、カルシウムイオンチャネルを開く（Ca2+）そしてイオンの流れはシナプス間隙に放出される.
  2. イオンの流れは、神経伝達物質で一杯になった小胞がシナプス後膜に結合し、その内容物すべてがシナプス間隙に放出される孔を開く過程を引き起こす。.
  3. 放出された神経伝達物質はその神経伝達物質の特定のシナプス後受容体に結合する.
  4. シナプス後ニューロンへの神経伝達物質の結合はシナプス後ニューロンの機能を調節する.

神経伝達物質および神経調節物質

神経伝達物質の概念には、化学シナプスで放出されて神経伝達を可能にするすべての物質が含まれます。神経伝達物質は以下の基準を満たします。

  • それらはニューロン内で合成され、軸索終末に存在する.
  • 十分な量の神経伝達物質が放出されると、それは隣接するニューロンにその効果を発揮します。.
  • 彼らが彼らの任務を完了したとき、それらは劣化、不活性化または再捕獲のメカニズムを通して排除されます.

神経調節薬は、神経伝達物質の作用を増減させることによって神経伝達物質の作用を補完する物質です。彼らはシナプス後受容体内の特定の部位を結合することによってこれを行う.

神経伝達物質にはさまざまな種類がありますが、最も重要なものは次のとおりです。

  • そのようなGABAとして知られているグルタミン酸、又はγアミノ酪酸などの阻害剤などの興奮性とすることができるアミノ酸、.
  • アセチルコリン.
  • ドーパミンやノルアドレナリンなどのカテコールアミン
  • セロトニンなどのインドールアミン.
  • 神経ペプチド.

参考文献

  1. García、R.、Núñez、Santín、L.、Redolar、D.、およびValero、A.（2014）。ニューロンと神経伝達D. Redolarに, 認知神経科学 （２７〜６６頁）。マドリード：Panamericana Medical.
  2. Gary、E.（1959）。大脳皮質の軸 - 体性および軸 - 樹状シナプス：電子顕微鏡研究. J.アナット、93, 420〜433.
  3. インターンズ、H。（s.f.）. 脳はどのように機能しますか？一般原則. 2016年7月1日にScience for Allから取得.