Wie erstelle ich neue neuronale Verbindungen? Welche Faktoren tragen zur Neurogenese bei?

Jeder von uns hat mindestens einmal in seinem Leben gehört, dass sich Nervenzellen nicht erholen. Nach vielen ernsthaften Forschungen und Experimenten gelang es den Wissenschaftlern jedoch zu beweisen, dass der menschliche Körper nicht nur neue Nervenzellen „verschwenden“, sondern auch „erschaffen“ kann. Dieser Prozess wird als "Neurogenese" bezeichnet..

Da die Menschen erst vor kurzem etwas über Neurogenese gelernt haben, haben Wissenschaftler bisher keine eindeutigen Antworten auf Fragen zu diesem Thema, und ihre Meinungen unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht. Und das ist nichts Seltsames oder Überraschendes, denn das Studium des menschlichen Gehirns ist sowohl aus medizinischen als auch aus ethischen Gründen schwierig..

Während Wissenschaftler weiterhin an Nagetieren forschen, werden wir in diesem Artikel versuchen, alle Informationen über die Bildung neuer neuronaler Verbindungen im Gehirn zu zerlegen, die uns derzeit zur Verfügung stehen..

Einige nützliche Informationen über Neuronen

Im Gegensatz zu allen anderen Zellen in unserem Körper "wissen" Neuronen nicht, wie sie sich teilen sollen. Daher waren Wissenschaftler bis vor kurzem davon überzeugt, dass ein Mensch sein ganzes Leben lang mit dem begrenzten Vorrat an Nervenzellen lebt, den er bei seiner Geburt hatte. Die Ergebnisse zahlreicher moderner Studien haben gezeigt, dass diese Aussage nicht wahr ist, da Neuronen dennoch während unseres gesamten Lebens erzeugt werden. Dies ist auf Stammzellen zurückzuführen, die sich in nahezu jede Art von Zellen verwandeln können..

Unser Gehirn hat eine eigene Versorgung mit Stammzellen. Wissenschaftler können die genaue Anzahl der Abteilungen, die an der Bildung neuer Nervenzellen beteiligt sind, noch nicht bestimmen. Die wissenschaftliche Gemeinschaft weiß nur, dass im Gyrus dentatus des Hippocampus, der für das Gedächtnis und die Emotionen verantwortlich ist, und einer dünnen Zellschicht entlang der Ventrikel des Gehirns (subventikuläre Zone) neue Neuronen gebildet werden..

Viele neu gebildete Neuronen sterben fast sofort aufgrund der aktiven Arbeit von Neurotransmittern, der negativen Auswirkung der Mikroumgebung, bestimmter Proteine ​​und anderer Chemikalien, die in unserem Gehirn vorkommen..

Damit eine neu hergestellte Nervenzelle ihre Existenz fortsetzen kann, muss sie eine neuronale Verbindung (Synapse) mit anderen Nervenzellen herstellen. Da das Gehirn überhaupt keine einsamen schwebenden Neuronen benötigt, zerstört es sie einfach, weil sie keinen Nutzen daraus ziehen und es in Zukunft nicht mehr bringen können. Dieselben Neuronen, die die Kommunikation mit anderen Nervenzellen herstellen konnten, sind erfolgreich in die Struktur unseres Gehirns integriert..

Täglich können sich etwa 700 - 800 Neuronen in die Struktur des Gehirns integrieren, die es geschafft haben, zu überleben und neue neuronale Verbindungen zu bilden.

Gehirnprogrammierter Zelltod oder Apoptose ist ein völlig normaler Prozess, der nicht befürchtet werden sollte. Mit Apoptose ordnet das Gehirn die Dinge und beseitigt unnötige Neuronen.

Das durchschnittliche Gehirn eines Erwachsenen besteht aus ungefähr 85 - 88 Millionen Nervenzellen.

Das Gehirn eines Neugeborenen enthält viel mehr Neuronen, aber am Ende des ersten Lebensjahres ist ihre Anzahl fast halbiert. Der Psychophysiologe und Mitarbeiter des Psychologischen Instituts der Russischen Akademie für Erziehung, Ilya Zakharov, erklärt dies damit, dass sich das menschliche Gehirn in den ersten drei Jahren nach der Geburt am aktivsten entwickelt.

Warum passiert dies? Tatsache ist, dass das Kind in dieser Zeit die Welt um sich herum aktiv lernt: Es berührt ständig etwas Neues, riecht es, sieht es, schmeckt es oder fühlt es usw. Alles neue Wissen wird im Gehirn des Babys in Form neuer neuronaler Verbindungen aufgezeichnet, dank derer alle gebildeten und bereits festgelegten Fähigkeiten, alle erworbenen emotionalen und intellektuellen Erfahrungen erhalten bleiben.

Obwohl sich das menschliche Gehirn im Laufe des Lebens auf diese Weise entwickelt, macht es den "Hauptsprung" in der sehr frühen Kindheit.

Wie neuronale Verbindungen unsere Wahrnehmung der Welt um uns herum beeinflussen?

Jeder Mensch, unabhängig von der Stufe seiner spirituellen Entwicklung, wird von einem von drei Grundinstinkten angetrieben: dem Fortpflanzungsinstinkt, dem Hierarchieinstinkt und dem Überlebensinstinkt. Sie "sitzen" tief irgendwo im Darm unseres Reptilienhirns und kontrollieren unser Leben klar und umsichtig. Es ist dem Instinkt zu verdanken, dass wir die Anerkennung und den Respekt der Menschen um uns herum gewinnen, uns von der Masse abheben, lieben und geliebt werden, Kinder gebären und großziehen, vorwärts gehen und nicht nur das Leben, sondern auch mathematische oder wirtschaftliche Probleme lösen wollen. Instinkte beeinflussen unsere Entscheidungen und unser tägliches Leben stark..

Bei Tieren sind das Reptilienhirn und das limbische System, das für die Produktion von "Glückshormonen" verantwortlich ist, für die Befriedigung von Wünschen verantwortlich, die durch die drei Grundinstinkte verursacht werden. In unserem Arsenal gibt es eine perfekt entwickelte Großhirnrinde, die es uns ermöglicht, instinktive Wünsche auf millionenfache Weise zu befriedigen. Ein gut entwickelter Kortex ermöglicht es uns, nicht nur unsere Instinkte zu erkennen, sondern auch das Gehirn zu täuschen und so zu tun, als würden wir, während wir uns mit der Befriedigung instinktiver Wünsche beschäftigen, tatsächlich den richtigen, konstruktiven und nützlichen Weg wählen.

Warum müssen wir uns täuschen? Und dann, dass das Gehirn uns sowohl im ersten als auch im zweiten Fall ein "Geschenk" in Form eines hormonellen "Brötchens" "gibt"..

Das Wesentliche dieser Frage liegt genau in der Selbsttäuschung unseres Gehirns: Wenn unser Gehirn eine objektiv schädliche Handlung ausführt, ist es innerlich davon überzeugt, dass diese Handlung wirklich zu unserem Überleben beiträgt. Eine objektiv nützliche Handlung wird vom Gehirn als Überlebensbedrohung wahrgenommen und ist daher häufig von Stress begleitet..

Zuvor gebildete neuronale Verbindungen umfassen alle unsere Fähigkeiten, Gewohnheiten und Assoziationen. Und daran ist nichts auszusetzen, und das ganze Problem liegt nur in der Tatsache, dass diese Verbindungen meistens vollständig zufällig hergestellt werden, und dann führen uns diese zufällig gebildeten neuronalen Pfade in die falsche Richtung und werden zu einem ernsthaften Hindernis auf dem Weg zu unserem Glück.

✔ Wenn die Eltern das Kind ständig für seine guten mathematischen Kenntnisse loben, bilden sich in seinem Gehirn starke Nervenbahnen, die mithilfe der positiven Wirkung von Dopamin und Serotonin erzeugt werden. In diesem Fall wird die Mathematik für ein solches Kind zu einer Quelle wahrer Freude, so dass es sich ständig in diese Richtung entwickelt und im Erwachsenenalter in der Lage sein wird, einige bedeutende Ergebnisse zu erzielen und Erfolg zu erzielen..

✘ Wenn die Eltern das Kind nie ermutigt haben und alle seine Unternehmungen von harten Kommentaren begleitet wurden, wird diese neuronale Verbindung durch den negativen Einfluss des Hormons Cortisol "poliert". Mit der Zeit wird das Kind Mathematik hassen, sich nicht in diese Richtung entwickeln wollen und eine völlig andere Art von Aktivität wählen. Im Erwachsenenalter kann er sich vielleicht nicht erinnern, woher eine solche Abneigung gegen die genauen Wissenschaften kam..

Dieses Schema kann nicht nur auf die Wahl der Art der Aktivität angewendet werden, sondern auch auf Personen, Orte, Filme, Bücher, Musik usw. Je stärker die Freisetzung des Hormons (begleitende Emotion) ist, desto stärker und schneller wird die neuronale Verbindung hergestellt.

Daher kann jeder von uns jederzeit Alice in Through the Looking Glass sein und beginnen, sich positiv auf das zu beziehen, was schädlich ist, und zu vermeiden, was nützlich ist. Mit Hilfe von schädlichen und übermäßigen Freuden versucht unser Gehirn, Negativität zu vermeiden, die längst vorbei ist. Daher vermeiden Sie als Erwachsener die Mathematik, weil Ihre Eltern Ihr Hobby ablehnten, oder Sie werden süchtig nach Süßigkeiten, weil Kuchen in Ihrer Kindheit Ihnen geholfen haben, eine weitere Niederlage zu überleben usw..

Die Bildung neuronaler Verbindungen wird nicht nur von Hormonen und den von ihnen verursachten Emotionen beeinflusst, sondern auch von der Anzahl der Wiederholungen. Je öfter und regelmäßiger Sie eine Aktion wiederholen, desto stärker wird die neuronale Verbindung..

Wenn eine neuronale Verbindung zu einem objektiv negativen Ergebnis führt (Skandal, körperliche Gewalt, Verlust des Arbeitsplatzes, Fettleibigkeit, Gesundheitsprobleme usw.) und nicht nur stark genug ist, sondern auch mit positiven Hormonen und angenehmen Emotionen "poliert" wird, dann das menschliche Gehirn wird eine solche neuronale Verbindung subjektiv als notwendig und nützlich wahrnehmen.

Neuronale Verbindungen, die durch starke Emotionen und viele Wiederholungen entstehen, können uns sowohl zum Garten Eden als auch zu den Toren der Hölle führen. Und das alles ohne Anstrengung unseres Bewusstseins.

Wie man neue neuronale Verbindungen im Gehirn herstellt: mehrere effektive Wege

Bei der Wahl zwischen vertrauten und neuen Verhaltensweisen wählen die meisten Menschen das erstere. Warum? Von vielen Männern und Frauen kann man den folgenden Satz hören: "Mit meinem Verstand verstehe ich alles, aber ich kann mir nicht helfen. Ich sage mir, dass die aktuelle Situation überhaupt nicht zu mir passt, aber ich verhalte mich weiterhin so wie vorher! " Paradox? Nein! Es geht um die bereits gebildeten neuronalen Verbindungen!

Je stärker die neuronale Verbindung ist, desto mehr Synapsen werden gebildet (Synapse ist der Kontaktort zwischen zwei Nervenzellen) und desto stärker und effizienter werden elektrische Signale zwischen den Nervenzellen, die in diese Verbindung eintreten. Je mehr Synapsen gebildet werden, desto aktiver und effizienter beginnen sie zu arbeiten. Nervenzellen, die im Laufe der Zeit Teil einer starken neuronalen Verbindung sind, sind mit einer bestimmten Hülle bedeckt, die mit Drähten verglichen werden kann. Es schützt und isoliert nicht nur Neuronen, sondern erhöht auch deren Aktivität erheblich..

Aus diesem Grund empfindet eine Person, die nicht wie gewohnt handelt, sowohl auf geistiger als auch auf körperlicher Ebene Unzufriedenheit und Angst. Wenn Sie sich weigern, bereits gebildeten Nervenbahnen zu folgen, sieht Ihr Gehirn dies als Bedrohung für Ihr Überleben an..

Aber diese alten neuronalen Verbindungen sind nur deshalb in Ihrem Kopf verwurzelt, weil Ihr Gehirn sie einmal mit "Hormonen des Glücks" und positiven Emotionen verbunden hat! Indem Sie diese oder jene Handlung, die eine positive Emotion hervorruft, eine bestimmte Anzahl von Malen wiederholen, haben Sie Ihr Gehirn "glauben lassen", dass sie in direktem Zusammenhang mit Ihrem Überleben steht..

Ist es möglich, alte, objektiv schädliche und nirgendwohin führende neuronale Verbindungen loszuwerden? Ist es möglich, neue neuronale Verbindungen herzustellen, dank derer sich Ihr Leben zum Besseren verändern wird? Es ist nicht nur möglich, sondern auch notwendig! Wie kann man es machen? Wir machen Sie auf verschiedene effektive Arten aufmerksam!

1. Wir ändern die übliche Lebensweise

Wissenschaftler haben bewiesen, dass solche Prozesse, die den Körper schädigen, das Gehirn negativ beeinflussen. Chronische Überlastung, ständiger Stress, Schlafmangel, Albträume, Depressionen, ständiges Überessen, Drogen- und Alkoholmissbrauch, schlechte Gewohnheiten, ein sitzender Lebensstil, eine unausgewogene Ernährung und viele andere negative Umweltfaktoren verhindern die Bildung neuer neuronaler Verbindungen.

An Mäusen durchgeführte Studien haben gezeigt, dass die Bildung neuer Nervenzellen und ihrer Verbindungen durch körperliche Aktivität, eine mit nützlichen Substanzen angereicherte Ernährung, eine volle Nachtruhe, verschiedene Unterhaltungsmöglichkeiten usw. erleichtert wird..

Bei Menschen, die einen gesunden und aktiven Lebensstil führen, altert das Gehirn viel langsamer als bei Menschen, die einen inaktiven und sitzenden Lebensstil führen..

2. Wir ersetzen die alte neuronale Verbindung durch eine völlig neue

Um zu lernen, wie man neue neuronale Verbindungen auf der Grundlage alter aufbaut, müssen Sie das gewünschte Verhalten mit dem für Ihr Gehirn üblichen Verhalten verknüpfen, das Ihnen Freude macht. Betrachten Sie diese Methode zum Erstellen nützlicher neuronaler Verbindungen am Beispiel einer Person, die einen neuen Job finden muss..

Eine Person, die einen ehrlichen und fairen Arbeitgeber finden muss, versteht sehr gut, dass dieses Unterfangen ziemlich schwierig ist und viel persönliche Zeit in Anspruch nimmt. Deshalb unternimmt sie alles, um den Moment des Beginns der Suche zu verzögern. Um die Aufgabe zu erleichtern, muss eine solche Person den Prozess der Jobsuche mit etwas verknüpfen, das sie zu positiven Emotionen veranlasst. Wenn ein Spezialist, der einen Job finden möchte, grünen Tee liebt, muss er mit einem Tablet oder Laptop in sein Lieblingscafé gehen, dort grünen Tee bestellen und die Standorte für eine bestimmte Zeit (1,5 bis 2 Stunden) überwachen, auf der er einen geeigneten finden kann Arbeitgeber.

Es wird zunächst schwierig sein, aber nach 5-7 Tagen wird es für eine solche Person viel einfacher, Arbeit zu suchen. Und wenn der Prozess in die richtige Richtung geht und der Körper beginnt, Dopamin zu produzieren, kommen diejenigen, die einen Job finden möchten, 10 Minuten vor seiner Eröffnung in ihr Lieblingscafé, um so schnell wie möglich grünen Tee zu bestellen und die Suche fortzusetzen!

Wenn Sie schon lange vorhaben, Sport zu treiben, und sich bereits für ein Fitnessstudio angemeldet haben, sollten Sie Training mit dem kombinieren, was Sie lieben und was Ihre positiven Emotionen hervorruft: Hören Sie Ihre Lieblingsmusik, kaufen Sie neue Sportbekleidung, auf die Sie schon lange gestarrt haben, aber Ich kann es immer noch nicht bekommen, melde mich für eine Massage an und gehe sofort nach dem Training zu einer Sitzung, rufe einen Kollegen oder Freund mit dir an usw..

Für viele Menschen mag diese Methode trivial erscheinen, aber so können Sie eine völlig neue und objektiv nützliche neuronale Verbindung aufbauen, die auf einer alten und objektiv schädlichen neuronalen Verbindung basiert..

Alte Nervenbahnen mit neuen zu verbinden und unangenehm mit angenehm zu verbinden, ist eine ziemlich mühsame Aufgabe. Je älter ein Mensch wird, desto schwieriger ist es für sein Gehirn, neue Synapsen zwischen Nervenzellen zu erzeugen. Die Einbeziehung bereits bestehender Verbindungen (Muster) in die Schaffung völlig neuer neuronaler Bahnen erleichtert diese Aufgabe erheblich..

3. Einen angenehmen und nützlichen Ersatz finden

Wenn wir etwas Vertrautes verlieren, spüren wir das stärkste Unbehagen und ein bedrückendes Gefühl der Angst. Das Gehirn, das versucht, diese destruktiven Empfindungen zu vermeiden, "drängt" uns, etwas im wörtlichen Sinne des Wortes zu tun. Meistens beginnen Menschen, sich auf alle möglichen unnötigen Dinge einzulassen, die nicht nur ihr Leben nicht zum Besseren verändern, sondern auch in Zukunft ernsthafte Probleme mit der geistigen oder körperlichen Gesundheit verursachen können. Deshalb ersetzen viele Ex-Raucher Zigaretten durch Lebensmittel und nehmen sehr schnell zu. Viele von ihnen verstehen sehr gut, dass dies unmöglich ist, aber sie können sich nicht selbst helfen, weil Essen sie nicht nur vor Angst und Unbehagen bewahrt, sondern auch die Produktion von "Glückshormonen" aktiviert..

Deshalb müssen Sie einen angenehmen und hilfreichen Ersatz finden. Jemand liest lieber Bücher, jemand zieht es zum Zeichnen, jemand meldet sich im Fitnessstudio an und jemand widmet sich ganz der Arbeit. Jeder von uns hat seine eigenen individuellen Vorlieben, so dass ein universeller Ersatz, der für absolut jede Person geeignet ist, nicht existiert und nicht existieren kann!

Vergessen Sie bei der Suche nach einem angenehmen und nützlichen Ersatz nicht, dass Ihre Priorität das Ziel sein sollte (das Erstellen nützlicher neuronaler Verbindungen) und nicht die Mittel, mit denen Sie dies erreichen..

Wenn eine Person in ihr Lieblingscafé kommt, mehrmals grünen Tee bestellt, aber soziale Netzwerke überwacht und mit einem Freund korrespondiert und keine Arbeit sucht, sind die Mittel, die sie zur Erreichung ihres Ziels gewählt hat, für sie völlig ungeeignet! Wenn Sie eine bestimmte neuronale Verbindung "ausgewählt" und auf die eine oder andere Weise beeinflusst haben, aber "die Dinge noch da sind", sollten Sie weiter nach Geldern suchen, bis Sie die Optionen gefunden haben, die zu Ihnen passen.!

Wenn Sie die Animationsserie Hey Arnold gesehen haben, müssen Sie sich an den Chocolate Boy erinnern, der keinen Tag ohne Schokolade leben könnte. Arnold, der die traurige Geschichte seines neuen Freundes erfahren hatte, tat sein Bestes, um ihm zu helfen. Der schokoladenliebende Schüler konnte die Schokoladensucht loswerden, wurde aber süchtig nach Radieschen. Rettich ist im Gegensatz zu Schokolade gut für den Körper, daher hat Chocolate Boy nicht nur mithilfe eines Ersatzes eine neue neuronale Verbindung in seinem Kopf hergestellt, sondern auch die Lebensqualität verbessert!

4. Lernen, Ablehnungsgefühle zu überwinden

Warum haben wir es nicht eilig, Menschen kennenzulernen, die uns unangenehm sind, die Musik unbekannter Künstler zu hören, Bücher eines unbekannten Autors zu lesen oder einen Film eines unbekannten Regisseurs anzusehen? Tatsache ist, dass unser Gehirn dazu neigt, ersten Eindrücken zu vertrauen. Daher muss eine Person, die eine neue neuronale Verbindung herstellen möchte, manchmal etwas tun, das sie überhaupt nicht mag.

Viele unserer Gefühle basieren oft nur auf zufälligen Lebenserfahrungen, so dass sie bei weitem nicht immer in der Lage sind, die gesamte Situation objektiv widerzuspiegeln. Solche zufällig gebildeten neuronalen Verbindungen geben uns jedes Mal ein Gefühl der Ablehnung und Angst, wenn wir uns von einem bekannten Pfad „abwenden“ und eine ungewöhnliche Aktion ausführen..

Wenn Sie alten neuronalen Verbindungen den Vorzug geben, nur weil Sie keine Ablehnungs- und Angstgefühle verspüren möchten, verpassen Sie eine Vielzahl von Möglichkeiten, Ihr Leben zum Besseren zu verändern und ein wirklich glücklicher Mensch zu werden..

5. Wiederholen Sie regelmäßig und "Ich möchte nicht" die erforderliche Aktion

Um die notwendigen synaptischen Verbindungen zwischen Nervenzellen herzustellen, müssen Sie dieselbe Aktion immer wieder wiederholen. Und es spielt keine Rolle, ob in diesem Moment "Glückshormone" freigesetzt werden oder nicht. Wiederholte Wiederholungen tragen zur Schaffung neuer neuronaler Verbindungen bei, ohne dass Emotionen aktiv beteiligt sind.

Wenn Sie systematisch dieselbe Aktion ausführen und dasselbe Verhalten wiederholen, wird in der einen oder anderen neuronalen Verbindung die Übertragung elektrischer Signale jedes Mal effizienter und die Verbindung mit der Produktion von "Glückshormonen" wird stärker. Dieselben Neuronen, die lange Zeit inaktiv waren, werden vom Gehirn zerstört, da es sie nicht mehr benötigt. So manifestiert sich die Wirtschaftlichkeit und Flexibilität unserer Natur.!

Es ist notwendig, mehrere Tage bis mehrere Monate zu verbringen, um das Gehirn daran zu gewöhnen, nützliche und notwendige Maßnahmen mit „Glückshormonen“ in Verbindung zu bringen. Dazu müssen Sie den präfrontalen Kortex, der für die Selbstkontrolle verantwortlich ist, aktiv einbeziehen..

Zuerst werden Sie das alte Verhalten bevorzugen, weil Sie durch neue Handlungen Unbehagen, Angst, Ablehnung und Angst verspüren. Wenn Sie die Aktion ausführen, die Sie regelmäßig benötigen, und „nicht wollen“, können Sie eine neue neuronale Verbindung im Gehirn herstellen, dank derer sich Ihr Leben zum Besseren zu verändern beginnt!

6. Wir erstellen eine spezielle Zusammenfassung

Viele theoretische Physikstudenten, die neue neuronale Verbindungen in ihrem Gehirn herstellen möchten, verwenden diese Methode. Um eine Zusammenfassung zu schreiben, müssen Sie einen Text nehmen und ihn zweimal lesen: das erste Mal - fließend und das zweite Mal - sehr nachdenklich.

Verwenden Sie das Original frei, schreiben Sie den Text wörtlich neu und lesen Sie dann erneut, was Sie geschrieben haben. Legen Sie sowohl den Originaltext als auch den umgeschriebenen Text beiseite. Nehmen Sie ein leeres Blatt Papier und fassen Sie alle Informationen zusammen, die Sie vom Original erhalten haben. Lesen Sie Ihren Lebenslauf und versuchen Sie, den gesamten Text selbst zu schreiben, ohne Eingabeaufforderungen zu verwenden.

Mit dieser Methode "zwingen" Sie nicht nur das Gehirn, neue neuronale Verbindungen herzustellen, indem Sie lesen, wiedergeben, auswendig lernen und strukturieren, sondern stimulieren auch die Nervenenden an Ihren Fingern. Sie wirken sich positiv auf Ihre eigenen Gedächtnisfähigkeiten aus..

Wenn Sie einen Fehler finden, wählen Sie bitte einen Text aus und drücken Sie Strg + Eingabetaste.

Neurophysiologie: Wie unser Gehirn funktioniert

Das Nervensystem ist das wichtigste Regulationssystem in unserem Körper. Aber sie ist nicht allein, es gibt zwei weitere Systeme: endokrine und immun. Und um unseren Körper zu kontrollieren, setzen diese Systeme spezielle Substanzen frei. Das Nervensystem sezerniert Mediatoren, die endokrinen Hormone, die Immunzytokine. Diese Substanzen wirken auf verschiedene Organe, Gewebe, schaffen eine Anpassung an bestimmte Umweltbedingungen. Darüber hinaus beeinflussen sich diese drei Systeme gegenseitig..

Die Wirkungen dieses Systems sind am punktuellsten, da sich die Prozesse von Nervenzellen verschiedenen Organen, Geweben nähern und Informationen sehr, sehr genau an bestimmte Systeme übertragen. In diesem Sinne wirken das Immunsystem und das endokrine System primitiver, da Zytokine und Hormone hauptsächlich ins Blut gelangen..

Das menschliche Nervensystem

Das Nervensystem im Evolutionsprozess erscheint als letztes unter den drei Systemen, nur auf der Ebene der Mehrzelligkeit. Sie wurde hauptsächlich für die Ernährung, Vermeidung von Gefahren und Fortpflanzung benötigt. Und zuerst war es ein Netzwerk, später erschienen Strukturen aus Nervenknoten und einem Neuralrohr, schließlich fand der Prozess der Cephalisierung statt.

Nervenzellen und Neuroglia

Unser Gehirn besteht aus Nervengewebe und sein Schlüsselelement sind Neuronen. Diese Zellen sehen sehr charakteristisch aus, sie haben normalerweise eine große Anzahl von Prozessen, die in zwei Typen unterteilt sind: Dendriten und Axone. Die ersten sind Prozesse, die Informationen erhalten. Sie bilden normalerweise große Konsequenzen, um mehr von diesen Informationen bereitzustellen. Das Axon ist ein Prozess, der Signale an andere Zellen überträgt. Zwischen diesen beiden Arten von Prozessen befindet sich der Körper der Nervenzelle, der hauptsächlich für die Verarbeitung von Informationen verantwortlich ist..

Das Nervengewebe enthält neben Neuronen auch Hilfszellen - Glia. Es gibt im Durchschnitt siebenmal mehr von ihnen als Neuronen, und sie schützen Nervenzellen mechanisch, erzeugen eine gegenseitige elektrische Isolation und bilden auch die BHS, dh eine Barriere zwischen Blut und Gehirn, die das Eindringen von Substanzen in das Nervengewebe überwacht.

Jeder weiß, dass sich Neuronen nicht teilen. Dies ist jedoch kein Defekt der Nervenzelle, sondern ihre notwendige Eigenschaft. Das Teilen eines Neurons ist dasselbe, als ob Sie eine Computerplatte genommen und in zwei Hälften geschnitten hätten. Sie erhalten nicht zwei Festplatten, sondern eine und eine defekte. Wenn sich Nervenzellen in einem Teil des Gehirns teilen, dann sind dies sehr spezielle Zonen und ganz spezielle Funktionen, zum Beispiel der Geruchssinn.

Strom und das Gehirn

Das Signal durchläuft die Neuronen in Form kurzer elektrischer Impulse, die als "Aktionspotentiale" bezeichnet werden. Dies ist eine Art Binärcode im Gehirn. Das Aktionspotential dauert 1-2 Millisekunden und seine Amplitude beträgt 0,1 Volt. In diesem Fall werden die aufsteigenden und absteigenden Phasen des Aktionspotentials unterschieden. In der aufsteigenden Phase tritt Natrium in die Nervenzelle ein und Kalium in die absteigende Phase..

Das Aktionspotential ist also nicht die Bewegung von Elektronen entlang der Drähte, sondern von Ionen durch die Membran. Damit diese Bewegung stattfinden kann, sind zwei Bedingungen erforderlich. Erstens muss die Zelle reich an Kalium und arm an Natrium sein. Zweitens müssen spezielle Kanalproteine ​​funktionieren, die eine Erhöhung der Membranleitfähigkeit bewirken - zuerst für Natrium und dann für Kalium. Das Wissen über diese Proteine ​​ermöglicht es Ihnen, ihre Arbeit zu steuern, um beispielsweise die Entstehung eines Aktionspotentials zu blockieren. Einige natürliche Toxine sowie Medikamente, die als "Lokalanästhetika" bezeichnet werden, haben die Eigenschaften, das Aktionspotential zu blockieren..

Wenn mindestens an einem Punkt der Membran ein Aktionspotential entstanden ist, breitet es sich weiter über die gesamte Oberfläche der Nervenzelle aus und erreicht das Ende des Axons, wodurch die Freisetzung der Sendersubstanz ausgelöst wird. Diese Substanz wirkt sich auf die folgenden Zellen, Organe oder Muskeln aus. Eine solche Ausbreitung ist ziemlich langsam, ihre Geschwindigkeit beträgt 1-10 Meter pro Sekunde, das Maximum ist 100-120.

Synapsen und Mediatoren

Wenn das Aktionspotential das Ende des Axons erreicht, löst es die Freisetzung der Mediatorsubstanz aus diesem Axon aus. Dies geschieht in bestimmten Strukturen, die als "Synapsen" bezeichnet werden. Durch die Synapsen kontaktiert das Neuron eine nächste Zelle. Die Essenz der Funktion der Synapse bleibt Standard: Der Mediator dringt in die synaptische Spalte ein und wirkt auf empfindliche Rezeptorproteine, die sich auf der Oberfläche der Zielzelle befinden. Darauf können zwei Hauptergebnisse folgen: Die Zielzelle wird entweder angeregt oder gehemmt.

Wenn eine Anregung auftritt, beobachten wir den Eintritt von Natriumionen in die Zielzelle, wonach ein Aktionspotential entstehen kann. Dies bedeutet, dass einige Informationen die synaptische Spalte sicher passiert haben. In Zukunft kann es eine Reaktion auslösen oder in den Speicher des neuronalen Netzwerks gelangen. Wenn eine Hemmung beobachtet wird, wird normalerweise Chlor oder Kalium in die Zielzelle freigesetzt, wodurch die Zielzelle vorübergehend weniger anregbar wird.

Es ist sehr wichtig, dass Hunderte und Tausende von Synapsen, Hunderte und Tausende von Axonen auf jedem Neuron zusammenlaufen und Signale von benachbarten Axonen zusammengefasst werden. Infolgedessen stellt sich heraus, dass das Neuron ein ziemlich komplexes Computergerät ist, das gleichzeitig mit Hunderten und Tausenden von Informationskanälen arbeitet. Die Synapse erweist sich jedoch als elementare strukturelle und funktionelle Einheit des Gehirns. Und die Rechenressourcen eines neuronalen Netzwerks hängen nicht von der Anzahl der Neuronen ab, sondern davon, wie viele Synapsen sich in einem Einheitsvolumen Nervengewebe befinden, beispielsweise in einem Kubikmillimeter..

Jeder weiß, dass sich Nervenzellen nicht regenerieren. Aber Synapsen können sich erholen. Und wenn Nervenzellen an einer Stelle des Gehirns sterben, können benachbarte Neuronen Prozesse auslösen, Kontakte herstellen und mit Hilfe neu gebildeter Synapsen ein Loch in das neuronale Netzwerk "nähen". Manchmal funktioniert ein solches neuronales Netzwerk sogar besser als das ursprüngliche..

Chemie der Psyche

Die Liste der Mediatoren, dh Substanzen, durch die Nervenzellen andere Zellen beeinflussen, ist sehr umfangreich. Aber es hat sowohl die Hauptfiguren als auch die Nebenfiguren. Die Hauptmediatoren unseres Zentralnervensystems sind Glutamat und GABA. Der erste ist ein wichtiger exzitatorischer Neurotransmitter in unserem Gehirn. Und GABA ist ein wichtiger hemmender Mediator, der den Informationsfluss steuert und keine unnötigen Signale zulässt. Die meisten Aufgaben, die unser Gehirn ausführt, erfordern ein konstantes, empfindliches Gleichgewicht zwischen Glutamat und GABA. Wenn dieses Gleichgewicht gestört ist, treten verschiedene Probleme auf, die von ADHS und Schlaflosigkeit bis hin zu Epilepsie reichen..

Sekundärmediatoren werden für das Funktionieren unserer psycho-emotionalen Sphäre benötigt. Zum Beispiel Dopamin. Mit diesem Molekül sind viele positive Emotionen verbunden. Eine Funktionsstörung von Dopamin führt zu Pathologien wie Parkinson und Schizophrenie. Dopamin-ähnliche Medikamente wirken als Psychostimulanzien.

Ein weiterer Neurotransmitter ist Serotonin. Eine Reihe von Bremsfunktionen hängen davon ab. Es steuert die Zentren negativer Emotionen und den Geräuschpegel in der Großhirnrinde. Dank Serotonin wird das Denken eines Menschen empfindlicher. Dieser Mediator ist mit Medikamenten verbunden, die wir als Antidepressiva bezeichnen. Medikamente, die Halluzinationen verursachen können, beeinflussen auch die Serotoninfunktion..

Endorphine sind wichtige Mediatoren, die mit der Schmerzkontrolle und wiederum mit Zentren positiver Emotionen verbunden sind. Auf ihrer Grundlage wurden daher die wichtigsten Gruppen von Analgetika sowie bekannte Betäubungsmittel wie Morphin und Heroin geschaffen, die die Endorphinsynapsen beeinflussen..

Die Liste der Mediatoren kann fortgesetzt werden: Adenosin, Glycin, Acetylcholin, Noradrenalin... Jeder von ihnen ist äußerst wichtig für die Funktion des Gehirns und der inneren Organe. Auf ihrer Grundlage wurden die wichtigsten Gruppen von Arzneimitteln geschaffen..

Hierarchie der Gehirnregionen

Auf der Makroebene ist das Gehirn eine komplexe Hierarchie von Strukturen. Das Rückenmark ist die einfachste Struktur. Dort können wir die für die Wahrnehmung verantwortlichen Bereiche ganz klar unterscheiden; Motorzonen; vegetative Zonen, die innere Organe kontrollieren; integrative Zonen.

Im Gehirn nimmt die Komplexität der Strukturen dramatisch zu, obwohl die untersten Zonen - die Glühbirne und die Brücke - ziemlich einfache Aufgaben ausführen: Atmung, Kontrolle des Herz-Kreislauf-Systems und so weiter..

Es sollte beachtet werden, dass sich das Gehirn vorwärts und seitwärts entwickelt (wie Anatomen sagen, rostral und lateral). Darin werden Strukturen unterschieden, die nach dem Zeitpunkt des Auftretens klassifiziert sind. Fische, unsere entfernten Vorfahren, haben bereits alte Strukturen. Alte Strukturen entstehen, wenn Wirbeltiere an Land landen, und sind oft mit der Aktivität der Gliedmaßen verbunden. Neue Strukturen sind charakteristisch für Säugetiere, und viele von ihnen sind nur für Affen und Menschen.

Alte Zentren befinden sich im Mittelhirn: Sehen, Hören, Schlafen, Motor. Die Gehirnhälften sind der größte Teil unseres Gehirns. Sie enthalten die höheren Bereiche und Zentren, die für Wahrnehmung, Bewegung, Denken usw. verantwortlich sind..

Das Zwischenhirn besteht aus der oberen Zone (Thalamus) und der unteren Zone (Hypothalamus). Der erste ist ein Filter, durch den praktisch alle Informationen, die zu unseren höheren Zentren aufsteigen, geleitet werden. Die zweite ist hauptsächlich für die endokrine und autonome Regulierung verantwortlich..

Die Struktur des Gehirns

Das Kleinhirn ist das Zentrum unseres motorischen Gedächtnisses, in dem auch neue, alte und alte Zonen unterschieden werden. Die Alten sind für die Optimierung der Reflexprogramme verantwortlich, die alten sind in erster Linie dafür ausgelegt, die Bewegung einer Person im Raum sicherzustellen (Schritt, Laufen), und die neuen sind für empfindliche Fingerbewegungen verantwortlich (zum Beispiel beim Spielen von Musikinstrumenten, Schreiben, Tippen auf der Tastatur)..

Gehirn und Bedürfnisse

Die Hauptaufgabe des Gehirns besteht darin, das Verhalten zu lenken, was in den meisten Fällen darauf abzielt, ein bestimmtes Bedürfnis zu befriedigen. Es gibt eine Reihe von Grundbedürfnissen, die von Geburt an in das Gehirn eingebaut sind und die Grundlage unseres Verhaltens bilden..

Die Liste der Bedürfnisse umfasst in erster Linie wichtige Programme, die für das Überleben des Menschen verantwortlich sind: Ernährung, Sicherheit, Homöostase usw. Die Rolle von Sozialprogrammen, die für das Leben in der Gemeinschaft verantwortlich sind, ist großartig. Und es gibt spezielle Programme, mit denen Sie nach Freiheit, Neuheit und Nachahmung streben.

Das Zentrum jedes biologischen Bedarfs kann in einem bestimmten Bereich des Gehirns gefunden und analysiert werden, auf welche Faktoren dieses Zentrum reagiert. In der Regel sind externe Signale, beispielsweise einige schmerzhafte Reize, zunächst signifikant. Zweitens interne Signale, zum Beispiel die chemische Zusammensetzung von Blut. Hormone sind für einige Verhaltensweisen von großer Bedeutung..

Die inhärent gegebene Aktivität des Zentrums eines bestimmten Bedürfnisses bestimmt weitgehend unser Temperament, die individuelle Struktur unserer Persönlichkeit. Die genetische Basis und die individuelle Erfahrung sind ebenfalls sehr wichtig, insbesondere diejenige, die zu Beginn des Lebens in der frühen Phase der Ontogenese erworben wurde. In der Zoopsychologie werden Ereignisse dieser Art als "Prägung" bezeichnet..

Jeder spezifische Verhaltensakt kann entweder zur Befriedigung des Bedürfnisses oder zur Tatsache führen, dass er nicht befriedigt wird. Wenn das Bedürfnis befriedigt wird, werden im Gehirn positive Gefühle erzeugt. Sie lassen das Gehirn sich an erfolgreiche Verhaltensweisen erinnern. Mit Frustration entstehen negative Gefühle. Auf ihrer Grundlage kommt es zu einem Vergessen, was zu einer Abnahme der Bewertung der Programme führt, die gescheitert sind.

Lernen und Auswendiglernen

Das Auswendiglernen ist die wichtigste Eigenschaft des Gehirns und der neuronalen Netze. Zur Bildung des Gedächtnisses müssen die vorhandenen Synapsen modifiziert werden, wodurch neue Kanäle für die Informationsübertragung innerhalb des neuronalen Netzwerks erscheinen. Dieses Problem wurde von Iwan Petrowitsch Pawlow behandelt. Und was er mit seinen Versuchshunden auf moderner Ebene gemacht hat, kann als "Untersuchung des Langzeitgedächtnisses und Bildung neuer Kanäle für die Übertragung von Informationen in der Großhirnrinde" bezeichnet werden..

Die Schlüsselstruktur für das Kurzzeitgedächtnis ist der Hippocampus - eine Zone, die sich tief in unseren Temporallappen befindet. Es gibt spezielle Rezeptoren (NMDARs), die ihre Aktivität bei Empfang eines starken Signals fast sofort ändern können. Wenn eine große Anzahl von Aktionspotentialen entsteht, werden diese Rezeptoren aktiv, wodurch die Synapsen, in denen sie sich befinden, beginnen, Informationsflüsse zu leiten. Dieser aktive Zustand bleibt mehrere Stunden bestehen..

Für die Entstehung des Langzeitgedächtnisses ist es in der Regel erforderlich, dass neue Rezeptoren in Neuronen synthetisiert werden, die in die Membran eingebaut werden, die die Wirkung des Senders wahrnimmt. Glutamat ist fast immer dieser Vermittler. Die Bildung des Langzeitgedächtnisses erfolgt normalerweise vor dem Hintergrund von Emotionen, die im Zentrum der Bedürfnisse erzeugt werden.

Unabhängig davon, an welche spezifischen Informationen wir uns erinnern, tritt dasselbe Ereignis in verschiedenen Teilen unserer Großhirnrinde auf: Die Effizienz von Synapsen, die Signale von Glutaminsäure leiten, steigt. Dieser Mechanismus ist eine universelle Möglichkeit, neue Informationen in ein neuronales Netzwerk einzugeben und neue Kanäle für dessen Implementierung zu erstellen..

Gehirn und Denken

Höhere Funktionen der Gehirnhälften sind mit dem assoziativen Kortex verbunden. Assoziativität bedeutet hier, dass sie viele Informationsströme vereint. Und auf der lateralen Oberfläche der Hemisphären sehen wir hauptsächlich den assoziativen parietalen Kortex und den assoziativen frontalen Kortex. Der erste nimmt hauptsächlich den hinteren Teil des Parietallappens ein und befindet sich zwischen den beiden wichtigsten Sinneszentren. Infolgedessen werden hier visuelle, akustische, taktile, geschmackliche Informationen und andere Informationsflüsse gesammelt. Es entsteht ein ganzheitliches Sinnesbild der Außenwelt.

Hier entsteht eine ganzheitliche Wahrnehmung eines bestimmten Objekts. Wenn es eine Orange ist, dann verstehen wir, dass es eine Frucht namens "Orange" ist, dass sie eine runde Form hat, eine orange Farbe hat, auf eine bestimmte Weise riecht und so weiter. In dieser Zone entstehen Bilder dieser Art, mit denen die verbalen Namen des einen oder anderen Objekts der Umgebung kombiniert werden. Es ist der assoziative parietale Kortex, der als Ort der Lokalisierung unserer Sprachzentren fungiert. Wenn es viele dieser Zentren gibt, sammeln sie sich zu einem einzigen System, das als "Informationsmodell der Außenwelt" bezeichnet werden kann. Mit ihrer Hilfe denken, erschaffen, träumen wir... Dies ist ein sehr wichtiger Teil unserer mentalen Aktivität.

Der frontale Kortex ist das Hauptzentrum der Verhaltenskontrolle. Hier werden Entscheidungen über den Start bestimmter Programme getroffen. Und das erste, was sie tut, ist die Beurteilung der Schwere verschiedener Bedürfnisse. Dieser Teil des Gehirns wählt das vorherrschende Bedürfnis aus und muss dann ein Programm starten, mit dem dieses Bedürfnis befriedigt werden kann. In diesem Fall berücksichtigt der frontale Kortex Signale vom assoziativen parietalen Kortex sowie von Gedächtniszentren: vom Hippocampus, von jenen neuronalen Netzen, die während des Langzeitlernens modifiziert wurden. Es startet das Programm und überwacht seine Implementierung. Eine solche Überwachung ist besonders wichtig für den Fall, dass das Programm lang ist. Wenn Sie jede Phase beobachten müssen, haben Sie ein bestimmtes aktuelles Ziel erreicht oder nicht erreicht..

Eine Schädigung dieses Bereichs führt dazu, dass Funktionen des menschlichen Gehirns wie Wille und Initiative stark beeinträchtigt werden. Darüber hinaus bestimmen die Eigenschaften des assoziativen frontalen Kortex Merkmale unseres Temperaments wie Impulsivität und Persistenz..

Gefahren und Fallstricke

In den letzten 20 bis 30 Jahren hat die Menschheit viel über die Arbeit des Gehirns gelernt. Diese Informationen sind äußerst wichtig und nützlich, wenn wir die Arbeit des Nervensystems irgendwie korrigieren, verbessern und bei bestimmten Pathologien helfen möchten. Wir sehen jetzt die verschiedenen Fallstricke und Probleme viel deutlicher. Zum Beispiel das Problem des Konsums von Psychopharmaka. Wir verstehen sehr deutlich, dass jedes ernsthafte Psychopharmakon (Neuroleptikum, Antidepressivum, Schlaftablette) die Arbeit der Synapsen und den Zustand neuronaler Netze tödlich beeinflusst und süchtig macht und süchtig macht.

Dies gilt in noch größerem Maße für Betäubungsmittel, die manchmal nicht nur den Zustand neuronaler Netze für eine sehr lange Zeit verändern, sondern auch diese neuronalen Netze zerstören und zum Tod von Nervenzellen führen, beispielsweise in den Zentren positiver Emotionen.

Eine besondere Gruppe von Problemen ist damit verbunden, dass sich das menschliche Gehirn offenbar zu schnell entwickelt hat. Infolgedessen waren einige der höheren Funktionen des Gehirns nicht vollständig ausreichend installiert, und daher ist jede hundertste Person schizophren und jede zweihundertste leidet an Epilepsie. Die Liste solcher Probleme geht weiter. Um solche pathologischen Zustände des Körpers zu korrigieren, müssen Wissenschaftler und Ärzte viel arbeiten..

Schließlich gibt es das Problem der Neurodegeneration. Nervenzellen sammeln manchmal defekte Proteine ​​in ihrem Zytoplasma an, die ihre Arbeit stören und zum Tod führen. Leider haben alle Bemühungen der Neurophysiologie und anderer Neurowissenschaften noch nicht zu radikalen Erfolgen auf diesem Gebiet geführt. Wir wissen nicht wirklich, wie man Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer behandelt, und dies ist sicherlich die Aufgabe des 21. Jahrhunderts..

Wie Neuronen funktionieren

Ökologie des Lebens. Wissenschaft und Entdeckungen: Der Mensch hat die Tiefen des Meeres und der Lufträume gemeistert, die Geheimnisse des Weltraums und die Eingeweide der Erde durchdrungen. Er lernte, vielen Krankheiten zu widerstehen

Der Mensch beherrschte die Tiefen des Meeres und der Luft, drang in die Geheimnisse des Weltraums und des Erdinneren ein. Er lernte, vielen Krankheiten zu widerstehen und begann länger zu leben. Er versucht, Gene zu manipulieren, Organe für die Transplantation zu "züchten" und durch Klonen Lebewesen zu "erschaffen".

Für ihn bleibt es jedoch das größte Rätsel, wie sein eigenes Gehirn funktioniert, wie das Nervensystem mit Hilfe gewöhnlicher elektrischer Impulse und einer kleinen Anzahl von Neurotransmittern nicht nur die Arbeit von Milliarden von Körperzellen koordiniert, sondern auch die Fähigkeit bietet, eine breite Palette von Emotionen zu erkennen, zu denken, sich zu erinnern und zu erleben.

Auf dem Weg zum Verständnis dieser Prozesse muss eine Person zunächst verstehen, wie einzelne Nervenzellen (Neuronen) funktionieren.

Das größte Rätsel ist, wie das Gehirn funktioniert

Lebende elektrische Netze

Es wird geschätzt, dass es mehr als 100 Milliarden Neuronen im menschlichen Nervensystem gibt. Alle Strukturen der Nervenzelle sind darauf ausgerichtet, die wichtigste Aufgabe für den Körper zu erfüllen - das Empfangen, Verarbeiten, Leiten und Übertragen von Informationen, die in Form von elektrischen oder chemischen Signalen (Nervenimpulsen) codiert sind..

Ein Neuron besteht aus einem Körper mit einem Durchmesser von 3 bis 100 Mikrometern, der einen Kern, einen entwickelten Proteinsyntheseapparat und andere Organellen sowie Prozesse enthält: ein Axon und mehrere, normalerweise verzweigte Dendriten. Die Länge der Axone übersteigt normalerweise die Größe der Dentriten erheblich und erreicht in einigen Fällen mehrere zehn Zentimeter oder sogar Meter.

Zum Beispiel ist das Riesenkalmar-Axon etwa 1 mm dick und mehrere Meter lang; Die Experimentatoren zögerten nicht, ein derart geeignetes Modell zu verwenden, und Experimente mit Tintenfischneuronen dienten dazu, den Mechanismus der Übertragung von Nervenimpulsen aufzuklären.

Draußen ist die Nervenzelle von einer Hülle (Cytolemma) umgeben, die nicht nur den Stoffaustausch zwischen Zelle und Umwelt gewährleistet, sondern auch einen Nervenimpuls leiten kann.

Tatsache ist, dass zwischen der inneren Oberfläche der Neuronenmembran und der äußeren Umgebung ständig eine elektrische Potentialdifferenz aufrechterhalten wird. Dies ist auf die Arbeit der sogenannten "Ionenpumpen" zurückzuführen - Proteinkomplexe, die positiv geladene Kalium- und Natriumionen aktiv durch die Membran transportieren.

Dieser aktive Transfer sowie die ständig fließende passive Diffusion von Ionen durch die Poren in der Membran verursachen in Ruhe eine Ladung, die relativ zur äußeren Umgebung auf der Innenseite der Neuronenmembran negativ ist.

Wenn die Stimulation eines Neurons einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, tritt am Stimulationspunkt eine Reihe chemischer und elektrischer Veränderungen auf (aktiver Eintritt von Natriumionen in das Neuron und kurzfristige Änderung der Ladung von der Innenseite der Membran von negativ nach positiv), die sich über die Nervenzelle ausbreiten.

Im Gegensatz zu einer einfachen elektrischen Entladung, die aufgrund des Widerstands des Neurons allmählich schwächer wird und nur eine kurze Strecke überwinden kann, wird der Nervenimpuls während der Ausbreitung ständig wiederhergestellt.

Die Hauptfunktionen einer Nervenzelle sind:

  • Wahrnehmung externer Reize (Rezeptorfunktion),
  • ihre Verarbeitung (integrative Funktion),
  • Übertragung von Nerveneinflüssen auf andere Neuronen oder andere Arbeitsorgane (Effektorfunktion).

Entlang der Dendriten - Ingenieure würden sie "Empfänger" nennen - gelangen Impulse in den Körper der Nervenzelle und entlang des Axons - "Sender" - von seinem Körper zu Muskeln, Drüsen oder anderen Neuronen.

In der Kontaktzone

Das Axon hat Tausende von Zweigen, die sich bis zu den Dendriten anderer Neuronen erstrecken. Der Bereich des funktionellen Kontakts zwischen Axonen und Dendriten wird als Synapse bezeichnet..

Je mehr Synapsen auf der Nervenzelle vorhanden sind, desto mehr verschiedene Reize werden wahrgenommen und desto breiter ist daher der Einflussbereich auf ihre Aktivität und die Möglichkeit, dass die Nervenzelle an verschiedenen Reaktionen des Organismus beteiligt ist. Die Körper großer Motoneuronen des Rückenmarks können bis zu 20.000 Synapsen haben.

An der Synapse werden elektrische Signale in chemische Signale umgewandelt und umgekehrt. Die Übertragung der Erregung erfolgt mit Hilfe von biologisch aktiven Substanzen - Neurotransmittern (Acetylcholin, Adrenalin, einige Aminosäuren, Neuropeptide usw.). Sie sind in speziellen Vesikeln enthalten, die sich an den Enden der Axone befinden - dem präsynaptischen Teil.

Wenn ein Nervenimpuls den präsynaptischen Teil erreicht, werden Neurotransmitter in den synaptischen Spalt freigesetzt, sie binden an Rezeptoren am Körper oder an Prozesse des zweiten Neurons (postsynaptischer Teil), was zur Erzeugung eines elektrischen Signals führt - postsynaptisches Potential.

Die Größe des elektrischen Signals ist direkt proportional zur Menge des Neurotransmitters.

Einige Synapsen verursachen eine Depolarisation des Neurons, andere - eine Hyperpolarisation; die ersteren sind aufregend, die letzteren sind hemmend.

Nach Beendigung der Freisetzung des Mediators werden seine Reste aus der synaptischen Spalte entfernt und die Rezeptoren der postsynaptischen Membran kehren in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Das Ergebnis der Summe von Hunderten und Tausenden von Erregungs- und Hemmungsimpulsen, die gleichzeitig zum Neuron fließen, bestimmt, ob es im Moment einen Nervenimpuls erzeugt.

Neurocomputer

Der Versuch, die Prinzipien biologischer neuronaler Netze zu simulieren, hat zur Schaffung eines solchen Informationsverarbeitungsgeräts wie eines Neurocomputers geführt..

Im Gegensatz zu digitalen Systemen, bei denen es sich um Kombinationen von Verarbeitungs- und Speichereinheiten handelt, enthalten Neuroprozessoren Speicher, der in Verbindungen (einer Art Synapsen) zwischen sehr einfachen Prozessoren verteilt ist, die formal als Neuronen bezeichnet werden können.

Neurocomputer programmieren nicht im traditionellen Sinne des Wortes, sondern "lehren", indem sie die Effizienz aller "synaptischen" Verbindungen zwischen ihren konstituierenden "Neuronen" anpassen..

Ihre Entwickler sehen die Hauptanwendungsbereiche für Neurocomputer:

  • Erkennung von Bild- und Tonbildern;
  • wirtschaftliche, finanzielle und politische Prognosen;
  • Echtzeitsteuerung von Produktionsprozessen, Raketen, Flugzeugen;
  • Optimierung beim Design technischer Geräte usw..

"Der Kopf ist ein dunkles Thema..."

Neuronen können in drei große Gruppen eingeteilt werden:

  • Rezeptor,
  • mittlere,
  • Effektor.

Rezeptorneuronen liefern dem Gehirn Input für sensorische Informationen. Sie wandeln Signale, die an den Sinnesorganen ankommen (optische Signale in der Netzhaut, akustische Signale in der Ohrmuschel, Geruchssignale in den Chemorezeptoren der Nase usw.), in elektrische Impulse ihrer Axone um.

Intermediäre Neuronen verarbeiten von Rezeptoren empfangene Informationen und erzeugen Steuersignale für Effektoren. Die Neuronen dieser Gruppe bilden das Zentralnervensystem (ZNS).

Effektorneuronen übertragen Signale, die zu ihnen kommen, an die Exekutivorgane. Das Ergebnis der Aktivität des Nervensystems ist diese oder jene Aktivität, die auf der Kontraktion oder Entspannung der Muskeln oder der Sekretion oder Beendigung der Sekretion von Drüsen beruht. Mit der Arbeit von Muskeln und Drüsen ist jede Art unserer Selbstdarstellung verbunden..

Wenn die Funktionsprinzipien von Rezeptor- und Effektorneuronen für Wissenschaftler mehr oder weniger klar sind, ist das Zwischenstadium, in dem der Körper die empfangenen Informationen "verdaut" und entscheidet, wie er darauf reagieren soll, nur auf der Ebene der einfachsten Reflexbögen verständlich.

In den meisten Fällen bleibt der neurophysiologische Mechanismus der Bildung bestimmter Reaktionen ein Rätsel. Nicht umsonst in der populärwissenschaftlichen Literatur wird das menschliche Gehirn oft mit einer "Black Box" verglichen..

„… In Ihrem Kopf befinden sich 30 Milliarden Neuronen, die Ihr Wissen, Ihre Fähigkeiten und Ihre gesammelten Lebenserfahrungen speichern. Nach 25 Jahren des Nachdenkens scheint mir diese Tatsache nicht weniger verblüffend als zuvor. Der dünnste Film, bestehend aus Nervenzellen, sieht, fühlt, schafft unser Weltbild. Es ist einfach unglaublich! Genießen Sie die Wärme eines Sommertages und kühne Zukunftsträume - alles wird von diesen Zellen geschaffen... Nichts anderes existiert: keine Magie, keine spezielle Sauce, nur Neuronen, die einen Informationstanz ausführen ", schrieb der berühmte Computerentwickler, Gründer von Redwoods, in seinem Buch" On Intelligence ". Institut für Neurologie (USA) Jeff Hawkins.

Seit mehr als einem halben Jahrhundert versuchen Tausende von Neurophysiologen auf der ganzen Welt, die Choreografie dieses "Informationstanzes" zu verstehen, aber heute sind nur seine einzelnen Figuren und Schritte bekannt, die es nicht erlauben, eine universelle Theorie der Funktionsweise des Gehirns zu erstellen.

Es ist anzumerken, dass sich viele Arbeiten auf dem Gebiet der Neurophysiologie der sogenannten "funktionellen Lokalisierung" widmen - herauszufinden, welches Neuron, welche Gruppe von Neuronen oder eine ganze Region des Gehirns in bestimmten Situationen aktiviert ist..

Heute wurde eine Vielzahl von Informationen darüber gesammelt, welche Neuronen bei Menschen, Ratten und Affen selektiv aktiviert werden, wenn verschiedene Objekte beobachtet, Pheromone eingeatmet, Musik gehört, Gedichte gelernt usw. werden..

Es stimmt, manchmal scheinen solche Experimente etwas merkwürdig. In den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts fand einer der Forscher "grüne Krokodilneuronen" im Gehirn einer Ratte: Diese Zellen wurden aktiviert, als ein Tier, das unter anderem durch ein Labyrinth lief, auf ein Spielzeug eines kleinen grünen Krokodils stieß, das ihm bereits bekannt war.

Andere Wissenschaftler lokalisierten später ein Neuron im menschlichen Gehirn, das auf ein Foto von US-Präsident Bill Clinton „reagierte“.

Alle diese Daten stützen die Theorie, dass Neuronen im Gehirn spezialisiert sind, erklären jedoch in keiner Weise, warum und wie diese Spezialisierung erfolgt..

Wissenschaftler verstehen die neurophysiologischen Mechanismen von Lernen und Gedächtnis nur allgemein. Es wird angenommen, dass beim Speichern von Informationen neue funktionelle Kontakte zwischen Neuronen der Großhirnrinde entstehen..

Mit anderen Worten, Synapsen sind die neurophysiologische "Spur" des Gedächtnisses. Je mehr neue Synapsen erscheinen, desto "reicher" ist das Gedächtnis des Individuums. Eine typische Zelle in der Großhirnrinde bildet mehrere (bis zu 10) tausend Synapsen. Unter Berücksichtigung der Gesamtzahl der Neuronen im Kortex stellt sich heraus, dass hier Hunderte von Milliarden funktioneller Kontakte gebildet werden können.!

Unter dem Einfluss von Empfindungen, Gedanken oder Emotionen tritt ein Rückruf auf - die Erregung einzelner Neuronen aktiviert das gesamte Ensemble, das für die Speicherung dieser oder jener Informationen verantwortlich ist.

Im Jahr 2000 erhielten der schwedische Pharmakologe Arvid Karlsson und die amerikanischen Neurowissenschaftler Paul Greengard und Eric Kendel den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre Entdeckungen zur "Übertragung von Signalen im Nervensystem"..

Wissenschaftler haben gezeigt, dass das Gedächtnis der meisten Lebewesen dank der Wirkung der sogenannten Neurotransmitter - Dopamin, Noradrenalin und Serotonin - funktioniert, deren Wirkung sich im Gegensatz zu klassischen Neurotransmittern nicht in Millisekunden, sondern in Hunderten von Millisekunden, Sekunden und sogar Stunden entwickelt. Genau dies bestimmt ihre langfristige, modulierende Wirkung auf die Funktionen von Nervenzellen, ihre Rolle bei der Verwaltung komplexer Zustände des Nervensystems - Erinnerungen, Emotionen, Stimmungen..

Es sollte auch beachtet werden, dass die Größe des auf der postsynaptischen Membran erzeugten Signals unterschiedlich sein kann, selbst wenn die gleiche Größe des Anfangssignals den präsynaptischen Teil erreicht. Diese Unterschiede werden durch die sogenannte Effizienz oder das Gewicht der Synapse bestimmt, die sich während der Funktion des interneuronalen Kontakts ändern kann..

Vielen Forschern zufolge spielt die Veränderung der Effizienz von Synapsen auch eine wichtige Rolle für die Gedächtnisfunktion. Es ist möglich, dass Informationen, die häufig von einer Person verwendet werden, in neuronalen Netzen gespeichert sind, die durch hocheffiziente Synapsen verbunden sind, und daher schnell und einfach „gespeichert“ werden können. Gleichzeitig sind Synapsen, die an der Speicherung von sekundären, selten "abgerufenen" Daten beteiligt sind, offensichtlich durch eine geringe Effizienz gekennzeichnet..

Und doch erholen sie sich!

Eines der medizinisch aufregendsten Probleme in der Neurobiologie ist die Möglichkeit der Regeneration von Nervengewebe. Es ist bekannt, dass geschnittene oder beschädigte Fasern von Neuronen im peripheren Nervensystem, umgeben von Neurilemma (einer Hülle spezialisierter Zellen), sich regenerieren können, wenn der Zellkörper intakt bleibt. Unterhalb der Transektionsstelle verbleibt das Neurilemma in Form einer röhrenförmigen Struktur, und der Teil des Axons, der mit dem Zellkörper verbunden bleibt, wächst entlang dieser Röhre, bis er das Nervenende erreicht. Somit wird die Funktion des beschädigten Neurons wiederhergestellt..

Axone im Zentralnervensystem sind nicht von Neurilemma umgeben und können daher anscheinend nicht wieder an die Stelle des vorherigen Endes wachsen.

Gleichzeitig glaubten Neurophysiologen bis vor kurzem, dass im Laufe des Lebens eines Menschen keine neuen Neuronen im Zentralnervensystem gebildet werden..

"Nervenzellen regenerieren sich nicht!", Warnten uns Wissenschaftler. Es wurde angenommen, dass die Aufrechterhaltung des Nervensystems im "Arbeitszustand" auch bei schweren Krankheiten und Verletzungen aufgrund seiner außergewöhnlichen Plastizität erfolgt: Die Funktionen toter Neuronen werden von ihren überlebenden "Kollegen" übernommen, die an Größe zunehmen und neue Verbindungen bilden.

Die hohe, aber nicht unbegrenzte Effizienz einer solchen Kompensation kann am Beispiel der Parkinson-Krankheit veranschaulicht werden, bei der Neuronen allmählich absterben. Es stellt sich heraus, dass die klinischen Symptome der Krankheit (Zittern der Gliedmaßen, unstetiger Gang, Demenz) erst dann auftreten, wenn etwa 90% der Neuronen im Gehirn sterben, dh die Person sieht praktisch gesund aus. Es stellt sich heraus, dass eine lebende Nervenzelle neun Tote funktionell ersetzen kann!

Es wurde nun nachgewiesen, dass im Gehirn erwachsener Säugetiere immer noch neue Nervenzellen (Neurogenese) gebildet werden. Bereits 1965 wurde gezeigt, dass bei erwachsenen Ratten im Hippocampus, der Gehirnregion, die für die frühen Phasen des Lernens und Gedächtnisses verantwortlich ist, regelmäßig neue Neuronen auftreten..

15 Jahre später haben Wissenschaftler gezeigt, dass im Laufe des Lebens neue Nervenzellen im Gehirn von Vögeln auftreten. Neurogenetische Studien an erwachsenen Primatengehirnen waren jedoch nicht ermutigend..

Erst vor etwa 10 Jahren entwickelten amerikanische Wissenschaftler eine Technik, die bewies, dass im Laufe ihres Lebens neue Neuronen aus neuronalen Stammzellen im Gehirn von Affen produziert werden. Die Forscher injizierten den Tieren eine spezielle Markierungssubstanz (Bromdioxyuridin), die in der DNA nur sich teilender Zellen enthalten war..

So wurde festgestellt, dass sich neue Zellen in der subventrikulären Zone zu vermehren begannen und von dort in den Cortex wanderten, wo sie zu einem erwachsenen Zustand reiften. Neue Neuronen wurden in Bereichen des Gehirns gefunden, die mit kognitiven Funktionen assoziiert sind, und traten nicht in Bereichen auf, die eine primitivere Analyseebene implementieren.

In diesem Zusammenhang haben Wissenschaftler vorgeschlagen, dass neue Neuronen für das Lernen und das Gedächtnis wichtig sein könnten..

Diese Hypothese wird auch durch Folgendes gestützt: Ein großer Prozentsatz neuer Neuronen stirbt in den ersten Wochen nach ihrer Geburt; In Situationen, in denen kontinuierliches Lernen stattfindet, ist der Anteil überlebender Neuronen jedoch viel höher als wenn sie "nicht gefragt" sind - wenn dem Tier die Möglichkeit genommen wird, neue Erfahrungen zu machen.

Bisher wurden universelle Mechanismen des neuronalen Todes bei verschiedenen Krankheiten etabliert:

1) erhöhte Mengen an freien Radikalen und oxidative Schädigung der neuronalen Membranen;

2) Störung der Aktivität der Mitochondrien von Neuronen;

3) die nachteilige Wirkung eines Überschusses an exzitatorischen Neurotransmittern Glutamat und Aspartat, die zu einer Hyperaktivierung spezifischer Rezeptoren, einer übermäßigen Akkumulation von intrazellulärem Calcium, der Entwicklung von oxidativem Stress und dem Tod von Neuronen führt (das Phänomen der Exzitotoxizität).

Ausgehend davon werden in der Neurologie folgende Neuroprotektiva eingesetzt:

  • Zubereitungen mit antioxidativen Eigenschaften (Vitamine E und C usw.),
  • Gewebekorrekturen (Coenzym Q10, Bernsteinsäure, Riboflavini usw.),
  • sowie Glutamatrezeptorblocker (Memantin usw.).

Etwa zur gleichen Zeit wurde die Möglichkeit des Auftretens neuer Neuronen aus Stammzellen im erwachsenen Gehirn bestätigt: Eine pathologische Studie an Patienten, die während ihres Lebens zu therapeutischen Zwecken Bromdioxyuridin erhielten, zeigte, dass Neuronen, die diese Markierungssubstanz enthalten, in fast allen Teilen des Gehirns gefunden werden. einschließlich der Großhirnrinde.

Dieses Phänomen wird umfassend untersucht, um verschiedene neurodegenerative Erkrankungen, vor allem Alzheimer und Parkinson, zu behandeln, die für die „alternde“ Bevölkerung der Industrieländer zu einer echten Geißel geworden sind..

In Transplantationsexperimenten werden sowohl neuronale Stammzellen verwendet, die sich sowohl im Embryo als auch im Erwachsenen um die Ventrikel des Gehirns befinden, sowie embryonale Stammzellen, die sich in nahezu alle Zellen im Körper verwandeln können.

Leider können Ärzte das mit der Transplantation neuronaler Stammzellen verbundene Hauptproblem bisher nicht lösen: Ihre aktive Reproduktion im Körper des Empfängers führt in 30-40% der Fälle zur Bildung bösartiger Tumoren..

Trotzdem verlieren Experten nicht den Optimismus und bezeichnen die Stammzelltransplantation als einen der vielversprechendsten Ansätze bei der Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen. veröffentlicht von econet.ru. Wenn Sie Fragen zu diesem Thema haben, wenden Sie sich hier an die Spezialisten und Leser unseres Projekts.

Verfasser: Tatiana Tkachenko

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