Inne i hodene våre er det mest komplekse nettverket som noen gang er kjent: 86 milliarder nevronerforbundet med billioner av kalte forbindelser synapser. DE nevroner de er de grunnleggende cellene i nervesystemet, de kan betraktes som de grunnleggende enhetene i hjernen som koordinerer funksjonen til organismen. De er høyt spesialiserte celler med et spesifikt formål: motta, behandle og sende signaler (nerveimpulser) i hele kroppen. De lar hjernen kommunisere med musklene, sanseorganene for å sende informasjon og tanker til å dannes. Å oppdage hvordan de fungerer, hvordan de kommuniserer og hvordan de organiserer seg i ekte informasjonsmotorveier betyr å forstå selve essensen av den menneskelige hjernen.
Hva er nevroner og hva er de for: enhetene i nervesystemet
For å forstå dette ekstraordinære nettverket må vi ta utgangspunkt i den grunnleggende enheten: nevroncellen spesialisert seg på å motta, behandle og overføre nervesignaler. Hvert nevron består av tre hovedområder:
- De somaeller cellekropp, som inneholder kjernen og organellene som er ansvarlige for cellens metabolske funksjoner.
- DE dendrittertynne grener som mottar signaler fra andre nevroner.
- DE’aksonen lang forlengelse som overfører utgående elektriske impulser til andre nerve-, muskel- eller kjertelceller.
På slutten av aksonet er synaptiske terminalersom nærmer seg, men ikke berører dendrittene til følgende nevron. Plassen som skiller dem er synapseret mikroskopisk område hvor signaler fra ett nevron til et annet passerer.
Hvordan nevroner i hjernen kommuniserer
Når et nevron mottar en tilstrekkelig stimulus, genererer membranen en forbigående endring i elektrisk potensial: handlingspotensialet. Innsiden av cellen, normalt negativ (ca. –70 mV), blir positiv for et øyeblikk (depolarisering) på grunn av inntreden av natriumioner (Na+); deretter returnerer den negativ (repolarisering) takket være frigjøringen av kaliumioner (K⁺). Et kort følger hyperpolariseringsom forhindrer nevronet i å reaktivere umiddelbart og sikrer retningsbestemt signal langs aksonet.
På 1950-tallet, Alan Hodgkin Og Andrew Huxley beskrev dette fenomenet matematisk, og utviklet en modell som forklarer oppførselen til membranionekanaler. Ligningene deres – som vant Nobelprisen i 1963 – er fortsatt grunnlaget for moderne beregningsnevrovitenskap.
Når den elektriske impulsen når enden av aksonet, frigjøres vesiklene som er tilstede i de synaptiske terminalene nevrotransmittere i det synaptiske rommet. Disse kjemiske molekylene binder seg til spesifikke reseptorer på membranen til neste nevron, og utløser et nytt handlingspotensial. Det er en kontinuerlig veksling av elektrisitet og kjemi som skjer milliarder av ganger per sekund og som lar hjernen behandle informasjon, generere følelser og kontrollere bevegelser.
Takket være det isolerende belegget til myelinsom består av gliaceller som oligodendrocytter, beveger den elektriske impulsen seg raskere og «hopper» fra en node til en annen (dvs. Ranvier noder) og når hastigheter over 100 meter per sekund.
Hvor mange nevroner og forbindelser har vi: fra celler til nettverk
Den menneskelige hjernen inneholder omtrent 86 milliarder nevroner, hver med tusenvis av forbindelser. Observert under et mikroskop ser det ut som en intrikate nettverk av dendritter, aksoner og synapser. Det er imidlertid ikke kaos: nevroner organiserer seg i lokale kretser og inn funksjonsområder spesialister, som samarbeider på en koordinert måte.
De store strukturene – cerebral cortex, cerebellum og hjernestamme — samarbeide med hverandre, og cortex er delt inn i frontal-, parietal-, temporal- og occipitallapperhver assosiert med spesifikke funksjoner som språk, bevegelse, persepsjon eller hukommelse.
På dybden ligger nøkkelstrukturer som f.eks thalamussom sorterer sensorisk informasjon, oghippocampusavgjørende for hukommelse og læring.
Hjernens gater: traktografi
Hjerneområder fungerer ikke isolert: de er forbundet med lange bunter av hvit materiesammensatt av myeliniserte aksoner, som utgjør vera motorveier i hjernen. Selv en tilsynelatende enkel gest, som å ha på seg øretelefoner, involverer en kjede av signaler som krysser motoriske, sensoriske og visuelle områder på noen få tusendeler av et sekund.
Disse kartene ble skaffet takket være traktografien MR-teknikk som rekonstruerer banen til nervefibre basert på diffusjon av vann i vevene.
Til tross for sine begrensninger, gir den oss et av de mest fascinerende bildene av hjernen ved å vise oss nettverket av forbindelser.
